[发明专利]抑制电膜萃取中无机离子迁移的改性微孔纤维膜及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制电膜萃取中无机离子迁移的改性微孔纤维膜。具体地涉及一种用疏水性有机聚合物改性的纤维膜，可有效的抑制无机离子受电场作用在中间相中的迁移，同时对有机离子的迁移基本无影响，从而增大体系对有机离子迁移的选择性。

背景技术

电膜萃取是2006年由Pedersen-Bjergaard提出的一种新型的样品前处理萃取方法，用于富集复杂样品中的微量有机离子或无机离子（Journal ofChromatography A,1152(2007)220–225，Journal of Chromatography A,1216(2009)7687）。其通过在三相液相萃取的接受相和提供相中加入直流电场使可电离的有机物或无机离子在电场的作用下穿过其之间的有机膜，从而达到快速萃取的目的，而中间的有机膜往往起到选择性透过特定离子而排阻干扰离子的作用。同时，在工业上也有类似的体系用于萃取金属离子或无机阴离子。

电膜萃取的优点主要是在电场加速下萃取速率快，同时有机膜以及电压都可进行调节使体系具有一定的选择性，适于复杂基质中微量可电离化合物的快速富集。但是，这种方法由于电场的加入，使得无机离子的竞争与干扰较大，因为无机离子通常具有更大荷质比，从而具有更大的电迁移淌度。另外通常复杂样品（如血浆，植物提取液）中都存在大量的无机盐类，大量无机离子的迁移将增大体系的基地电流，从而产生大量电解气泡和热。这些现象都将使萃取系统不稳定从而阻碍萃取的正常进行。

如果要抑制无机离子在膜上的迁移，就需要增大膜本身对有机离子的选择性。无机离子和有机离子在溶液中的最大的形态区别是其水合的水分子数目，通常因为无机离子的静电引力比有机离子大，所以无机离子水合的水分子数目远远大于有机离子。而增加膜的疏水性可大大降低多水合的离子的迁移。目前，常采用以下两种方法增加膜的疏水性，1）将中空纤维膜中吸留的有机溶剂换成疏水性强的有机溶剂；2）不加入极性强的有机溶剂添加剂。上述方法虽然提高了膜的疏水性，但实际应用结果表明，上述方法对无机离子迁移的抑制作用很小，同时还会抑制极性的有机离子的迁移。因此，如何在不降低有机化合物迁移的前提下，抑制电膜萃取中无机离子的迁移，仍是该领域的一个技术难题。

发明内容

本发明提供一种抑制电膜萃取中无机离子迁移的改性微孔纤维膜，通过在纤维膜骨架中分散疏水性有机聚合物，以达到更好的电流抑制作用。采用的疏水性有机聚合物能够溶胀但不溶解于萃取所用的有机溶剂中，因此不影响常规有机溶剂和萃取添加剂的使用，因而不影响有机离子的迁移。

抑制电膜萃取中无机离子迁移的改性微孔纤维膜，其特征在于：将疏水性聚合物分子分散在纤维膜膜壁的微孔中，制成一种改性的纤维膜，用于有机化合物的电膜萃取；聚合物在膜壁中的轴向覆盖范围为膜厚度的3%~10%之间。

疏水性聚合物采用浸渍涂敷的方法将纤维膜浸入疏水性聚合物溶液中使其分散在纤维膜膜壁的微孔中。

疏水性聚合物于微孔纤维膜中的担量为0.01-0.2g/cm³孔体积。

疏水性聚合物为可溶于挥发性有机溶剂的线性非晶态聚合物（分子量10000-300000），其可溶胀但不溶解于电膜萃取中间相所用有机溶剂。

挥发性有机溶剂是指沸点100°C以下的有机溶剂，如短链烷烃类（环己烷，丙烷等）短链卤代烃类（1，2-二氯乙烷，氯仿），酮类（丙酮），芳香类（甲苯，苯，间二甲苯），酯类（乙酸乙酯等）中的一种或二种以上；

电膜萃取中间相所用有机溶剂是指具有低挥发性高粘度的有机溶剂，如长链醇类（正辛醇，正庚醇），长链烷类（正辛烷，正己烷），长链酯类（2-硝基苯辛酯，己酸乙酯），长链酸类（正辛酸，正壬酸）等中的一种或两种以上。

采用正辛醇为电膜萃取有机溶剂时，可选用分子量80000的聚氯乙烯或聚偏氟乙烯作为改性聚合物。

疏水性聚合物采用浸渍涂敷的方法分散在纤维膜膜壁的微孔中，即将纤维膜浸入疏水性聚合物溶液中使其分散在纤维膜膜壁的微孔中，然后干燥即可，所述疏水性聚合物的浓度为1%-5%（w/v，g/ml）。

抑制电膜萃取中无机离子迁移的改性微孔纤维膜用于电膜萃取过程，用改性膜吸留有机溶剂作为电膜萃取的中间相，抑制无机离子在相中的迁移，进而增加体系对有机离子的选择性。所述电膜萃取是一种三相萃取，由提供相，中间相以及接受相组成；提供相为水溶液，中间相为与水不互溶的有机溶剂，接受相为碱性或酸性的pH缓冲水溶液）；