新型功能化磁性材料的便捷制备及其在环境多环芳烃样品前处理中的应用

来源 :中国地质大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Hmilts
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本论文通过开发新的功能化修饰方法,提高功能化材料的合成效率,便捷制备性质稳定、萃取性能优异和选择性强的新型功能化磁性材料,并将其用于环境水样和土壤样品中PAHs的富集和净化。具体内容如下:1、在是否添加催化剂对甲苯磺酸(PTSA)的条件下合成甲基功能化的磁性介孔硅(Fe3O4@mSiO2-Me-PTSA和Fe3O4@mSiO2-Me)。材料表征的结果表明,Fe3O4@mSiO2-Me-PTSA具有更小的孔径和更强的疏水性(水接触角为135°)。结合气相色谱质谱联用仪(GC-MS)测定PAHs,Fe3O4@mSiO2-Me-PTSA对水溶液中PAHs具有更高的萃取效率。在最优实验条件下,本方法在0.5-200μg L-1的范围内具有良好的线性,线性相关系数(R)为0.9990-0.9999。基于三倍信噪比(S/N=3)和十倍信噪比(S/N=10)计算的方法检出限和定量限分别为0.005-0.044μg L-1和0.016-0.148μg L-1,日内和日间回收率的相对标准偏差低于8.54%。该方法成功测定环境水样中PAHs的含量,加标样品的绝对回收率为77.34%-95.30%,相对标准偏差低于6.24%。2、在催化剂的作用下,高效制备苯基修饰的磁性介孔硅球(Fe3O4@mSiO2-Ph-PTSA)。结合加速溶剂萃取仪(ASE)和GC-MS,将Fe3O4@mSiO2-Ph-PTSA作为选择性吸附剂,用于环境土壤样品中PAHs的富集和净化。不加催化剂条件下合成的材料(Fe3O4@mSiO2-Ph)被合成用于比较。材料的表征结果表明,Fe3O4@mSiO2-Ph-PTSA的苯基修饰量高于Fe3O4@mSiO2-Ph。因此,Fe3O4@mSiO2-Ph-PTSA对PAHs的萃取效率高于Fe3O4@mSiO2-Ph。对比实验结果表明,π-π作用力在吸附过程中起关键的作用,Fe3O4@mSiO2-Ph-PTSA对PAHs的选择性强于正构烷烃。在基质存在的条件下,对影响萃取效率的因素进行优化。在最优实验条件下,新方法在5-500 ng g-1的范围内具有良好的线性,线性相关系数(R)为0.9994-0.9999,检出限(S/N=3)和定量限(S/N=10)分别为0.07-0.41 ng g-1和0.24-1.37 ng g-1。新方法具有比硅胶柱净化法更好的净化效果。并且,净化后样品的基质效应显著降低。3、采用原位聚合的方法便捷制备聚二乙烯基苯(PDVB)修饰的磁性纳米材料(Fe3O4@PDA@PDVB),结合ASE和GC-MS,将其用于环境土壤样品中PAHs的富集和净化。由于PDVB表面具有丰富的π共轭结构,使得Fe3O4@PDA@PDVB可以在高有机相抑制疏水作用的条件下有效萃取PAHs,提高净化效果。在基质存在的条件下对影响萃取效率的因素进行优化。在最优实验条件下,新方法在5-500 ng g-1的范围内具有良好的线性(R>0.9993,)。检出限和定量限分别以3倍和10倍信噪比来计算,其值分别为0.11-0.55 ng g-1和0.37-1.82 ng g-1,日间和日内回收率的相对标准偏差分别低于14.59%和11.48%。新方法的净化效果优于硅胶柱法,且相对于未净化样品,新方法净化后样品中BaA、BbF、BkF、BaP、IcdP、DahA和BghiP的基质效应显著降低。
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