一種多孔纖維狀硅球固相微萃取涂層的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明所述一種多孔纖維狀硅球固相微萃取涂層的制備方法，（1）多孔纖維狀硅球的表面修飾：取KCC?1硅球溶解于一定體積的無水乙醇中，加入適量C18溶液，超聲；將以上溶液轉(zhuǎn)移至50mL圓底燒瓶中，向其中滴加2滴吡啶作為催化劑，搖勻；將圓底燒瓶置于油浴中，一定溫度下攪拌反應(yīng)一段時(shí)間，停止加熱；（2）C18?Coated KCC?1涂層的制備：將不銹鋼絲進(jìn)行預(yù)處理；然后將Nafion溶液與制備的C18?Coated KCC?1粉末分別置于200微升的微量離心管中，兩者高度約為1.5cm，將不銹鋼絲插入Nafion溶液中浸泡一定時(shí)間，取出后，插入C18?Coated KCC?1粉末中，取出后在烘箱中加熱，然后將制備的C18?Coated KCC?1纖維涂層老化。所制備的固相微萃取纖維耐溶劑性強(qiáng)，熱穩(wěn)定性好。
【專利說明】
一種多孔纖維狀硅球固相微萃取涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種多孔纖維狀硅球固相微萃取涂層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]樣品前處理是化學(xué)分析過程中最關(guān)鍵的步驟之一，固相微萃取(SPME)是90年代興起的一種新型的無溶劑化樣品前處理技術(shù)。集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體，無需有機(jī)溶劑，能夠與氣相色譜或者液相色譜等聯(lián)用，具有操作簡(jiǎn)單方便，重現(xiàn)性好等特點(diǎn)，已成為目前應(yīng)用最廣泛的樣品前處理技術(shù)之一。其中，涂層材料是SPME技術(shù)的核心部分。雖然商品化的固相微萃取纖維對(duì)某些樣品的萃取效果較好，但其熱穩(wěn)定性、耐溶劑穩(wěn)定性差，選擇性、使用壽命以及價(jià)格等尚不盡人意。因此，尋找新型材料制備SPME涂層成為近年來相關(guān)領(lǐng)域研究工作的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的，是要提供一種多孔纖維狀硅球固相微萃取涂層的制備方法，以不銹鋼絲作為載體有效改善石英載體易斷裂的缺點(diǎn)，提高固相微萃取纖維的機(jī)械強(qiáng)度，從而提高使用壽命;采用多孔納米硅球作為萃取材料，獲得了萃取性能優(yōu)異的多孔纖維狀硅球固相微萃取涂層。
[0004]本發(fā)明的構(gòu)思來源是，硅材料作為近年來最常用的固體材料，具有多孔、有序、比表面積大等特點(diǎn)，若能將其制作成固相微萃取涂層，將有效擴(kuò)大SPME的應(yīng)用范圍。其中，多孔納米硅球KCC-1作為一種具有高比表面積的納米硅一球，不但有著特殊的纖維形貌，而且物理化學(xué)性，機(jī)械穩(wěn)定性都十分良好，因此是作為萃取涂層的很有價(jià)值的一種材料。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述一種多孔纖維狀硅球固相微萃取涂層的制備方法，包括以下步驟:
(1)多孔纖維狀硅球的表面修飾
取KCC-1硅球溶解于一定體積的無水乙醇中，向其中加入適量C18溶液，超聲;將以上溶液轉(zhuǎn)移至50mL圓底燒瓶中，并向其中滴加2滴吡啶作為催化劑，搖勻;將圓底燒瓶置于油浴中，一定溫度下攪拌反應(yīng)一段時(shí)間，停止加熱;待冷卻至室溫，將圓底燒瓶取出并超聲，待內(nèi)壁產(chǎn)生的白色固體溶解后，將溶液轉(zhuǎn)移至50mL離心管中離心，移去上層清液，再用無水乙醇洗滌;將洗滌后的固體放入干燥器內(nèi)干燥，即得到修飾后的多孔硅球(C18-Coated KCC-1);
(2)Ci8-CoatedKCC-1 涂層的制備
首先將不銹鋼絲進(jìn)行預(yù)處理;然后將Naf1n溶液與制備的C18-Coated KCC-1粉末分別置于200微升的微量離心管中，兩者高度約為1.5cm，將不銹鋼絲插入Naf 1n溶液中浸泡一定時(shí)間，取出后，插入C18-Coated KCC-1粉末中，取出后在烘箱中加熱一定時(shí)間，重復(fù)上述操作幾次;然后將制備的C18-Coated KCC-1纖維涂層老化。
[0006]本發(fā)明步驟(I)中，所述KCC-1硅球的加入量為0.1mg。
[0007]本發(fā)明步驟(I)中，所述無水乙醇、C18溶液的體積分別為20mL、60微升;超聲時(shí)間為10 min，功率為100w。
[0008]本發(fā)明步驟(I)中，所述油浴反應(yīng)溫度為90°C，反應(yīng)時(shí)間為24h。
[0009 ] 本發(fā)明步驟(2 )中，不銹鋼絲插入Naf i on溶液中浸泡時(shí)間為30 s，取出1 s后，插入Ci8-Coated KCC-1粉末中，取出后在90°C烘箱中加熱lOmin，上述操作重復(fù)兩次。
[0010]本發(fā)明步驟(2)中所述的老化是將制備的C18-CoatedKCC-1纖維涂層放入90°C烘箱中加熱60min，然后均置于260°C的氣相色譜進(jìn)樣口中老化。
[0011]本發(fā)明的有益效果是，所制備的固相微萃取纖維耐溶劑性強(qiáng)，熱穩(wěn)定性好，能用于非極性苯系物分離與富集，具有較好的應(yīng)用價(jià)值;本發(fā)明的制備過程簡(jiǎn)單，制備時(shí)間短，可操作性強(qiáng)，成本低。
【附圖說明】
[0012]圖1為KCC-1的修飾示意圖。
[0013]圖2為Ci8-Coated KCC-1 的SEM圖。
[0014]圖3為Ci8-Coated KCC-1 的SEM放大圖。
[0015]圖4為C18-CoatedKCC-1涂層萃取效率的對(duì)比示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖1一4和實(shí)施例進(jìn)一步說明，本發(fā)明所述一種多孔纖維狀硅球固相微萃取涂層的制備方法，包括以下兩個(gè)步驟:
(I)多孔纖維狀硅球的表面修飾(反應(yīng)過程如圖1所示)
取KCC-1硅球0.1mg溶解于20mL無水乙醇中，向其中加入60微升C18溶液，超聲1min(超聲功率為10w);將以上溶液轉(zhuǎn)移至50mL圓底燒瓶中，并向其中滴加2滴吡啶作為催化劑，搖勾；將圓底燒瓶置于油浴中，90°C下攪拌反應(yīng)24h后，停止加熱；待圓底燒瓶冷卻至室溫，將其取出并超聲，待內(nèi)壁產(chǎn)生的白色固體溶解后，將溶液轉(zhuǎn)移至50mL離心管中離心(I OOOOrmp，I Omin)，移去上層清液，再用無水乙醇洗滌4次，每次洗滌后都需離心(1000rmp，8min)。將洗滌后的固體放入干燥器內(nèi)干燥24h，得到修飾后的多孔娃球(Cis_Coated KCC-1)。如圖2、圖3，修飾后的KCC-1硅球表面是仍然是均勻的多孔結(jié)構(gòu)，C18并沒有將表面的孔徑覆蓋，直徑約400-500μπι。
[0017](2)Ci8-Coated KCC-1 涂層的制備
首先，對(duì)不銹鋼絲進(jìn)行預(yù)處理，選取長(zhǎng)17 cm、直徑為0.15mm的不銹鋼纖維，一端分別用丙酮、乙醇溶液超聲清洗10 min后，用二次去離子水洗凈，60°C下烘干30 min，備用。然后，將5% Naf1n溶液與制備的C18-Coated KCC-1粉末分別置于200微升的微量離心管中，兩者高度約為1.5cm，將不銹鋼絲插入Naf1n溶液中浸泡30s，取出1s后，，插入C18-CoatedKCC-1粉末中，取出后在90°C烘箱中加熱1min，重復(fù)上述操作兩次。將制備的C18-CoatedKCC-1纖維涂層放入90°C烘箱中加熱60min，然后均置于260°C的氣相色譜進(jìn)樣口中老化，至無雜峰出現(xiàn)。
[0018]固相微萃取(SPME)萃取涂層的萃取效果試驗(yàn):
配置500ppm的苯系物(甲苯、乙苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯)混標(biāo)溶液。將制備的涂層纖維組裝到微量進(jìn)樣器中，在室溫和攪拌速率為100rpm條件下，萃取15 min。然后插入氣相色譜儀進(jìn)樣口，利用進(jìn)樣口的高溫?zé)峤馕繕?biāo)物后，進(jìn)行GC分析，得到如圖4所示的結(jié)果。由圖可知Cis-Coated KCC-1涂層纖維對(duì)甲苯，乙苯，鄰二甲苯，間、對(duì)二甲苯的萃取效率比KCC-1涂層纖維分別提高了約4.1，9.1，8.6，20倍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多孔纖維狀硅球固相微萃取涂層的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)多孔纖維狀硅球的表面修飾 取KCC-1硅球溶解于一定體積的無水乙醇中，向其中加入適量C18溶液，超聲;將以上溶液轉(zhuǎn)移至50mL圓底燒瓶中，并向其中滴加2滴吡啶作為催化劑，搖勻;將圓底燒瓶置于油浴中，一定溫度下攪拌反應(yīng)一段時(shí)間，停止加熱;待冷卻至室溫，將圓底燒瓶取出并超聲，待內(nèi)壁產(chǎn)生的白色固體溶解后，將溶液轉(zhuǎn)移至50mL離心管中離心，移去上層清液，再用無水乙醇洗滌;將洗滌后的固體放入干燥器內(nèi)干燥，即得到修飾后的多孔硅球(C18-Coated KCC-1); (2)Ci8-CoatedKCC-1 涂層的制備 首先將不銹鋼絲進(jìn)行預(yù)處理;然后將Naf1n溶液與制備的C18-Coated KCC-1粉末分別置于200微升的微量離心管中，兩者高度約為1.5cm，將不銹鋼絲插入Naf 1n溶液中浸泡一定時(shí)間，取出后，插入C18-Coated KCC-1粉末中，取出后在烘箱中加熱一定時(shí)間，重復(fù)上述操作幾次;然后將制備的C18-Coated KCC-1纖維涂層老化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多孔纖維狀硅球固相微萃取涂層的制備方法，其特征在于:步驟(I)中，所述KCC-1娃球的加入量為0.lmg。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多孔纖維狀硅球固相微萃取涂層的制備方法，其特征在于:步驟(I)中，所述無水乙醇、C18溶液的體積分別為20mL、60微升;超聲時(shí)間為10 min，功率為 10w04.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多孔纖維狀硅球固相微萃取涂層的制備方法，其特征在于:步驟(I)中，所述油浴反應(yīng)溫度為90 °C，反應(yīng)時(shí)間為24h。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多孔纖維狀硅球固相微萃取涂層的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，不銹鋼絲插入Naf 1n溶液中浸泡時(shí)間為30s，取出1s后，插入C18-CoatedKCC-1粉末中，取出后在90°C烘箱中加熱1min，上述操作重復(fù)兩次。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多孔纖維狀硅球固相微萃取涂層的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的老化是將制備的C18-Coated KCC-1纖維涂層放入90°C烘箱中加熱60min，然后均置于260°C的氣相色譜進(jìn)樣口中老化。
【文檔編號(hào)】B01J20/30GK105944700SQ201610353785
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】趙婷婷, 宋昕鴻, 趙麗, 王翊如, 陳曦
【申請(qǐng)人】廈門華廈學(xué)院