[发明专利]表面活性剂修饰的纳米TiO2半透膜水样前处理方法

说明书

技术领域

本发明属于化学分析测试仪器设备领域，具体地涉及一种半透膜水样样品前处理方法，更具体地是涉及一种表面活性剂修饰的纳米TiO₂半透膜水样前处理方法。

背景技术

环境水体中痕量有机污染物的准确快速分析测定一直以来都是环境分析化学的难点，由于环境水样品的成分极其复杂，且污染物的含量通常极低，因此，环境水样品的前处理就成为了一个完整分析方法中必不可少的环节。半透膜（SPMD，semi-permeable membrane device）采样技术模拟有机化合物经生物膜从水相到生物有机相的分配平衡过程，在水环境中疏水性污染物监测、污染物的生物有效性研究等方面有很好的应用前景[1-2]。

半透膜采样装置通常有两部分构成：外膜材料和对污染物起到富集作用的内置物质。外膜材料通常采用的是低密度聚乙烯、乙酸纤维素等[3-4]等微孔材料，允许水中的污染物分子以被动扩散的方式进入膜内；半透膜装置中起关键作用的是内置富集物质，决定了半透膜装置对污染物的富集能力，较多学者围绕着半透膜内的富集溶剂进行了改进，如：正己烷[5]、三油酸甘油酯[6]、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体[7]等。目前，文献报道的内置富集物质均为有机溶剂，这类内置物质为溶剂的半透膜装置的主要缺点是种类单一，选择性很差，对水体中的疏水性痕量污染物有较好的富集能力，但是对于中等或者较弱的疏水性化合物的能力比较差，这些极大的限制了半透膜采样装置在环境水样品前处理方面的应用。

近年来，纳米材料在固相萃取方面的应用受到了人们的关注，纳米材料具有纳米材料高的比表面积和卓越的吸附性能，有作为一种优良半透膜内置富集材料应用的巨大潜力。在众多的金属纳米氧化物中，纳米TiO₂具有非常好的化学稳定性，耐酸耐碱，且等电点在pH4.5-6.5之间，在较温和的溶液酸度条件下既可以用阳离子表面活性剂又可以用阴离子表面活性剂修饰，修饰后的纳米TiO₂已被证实对环境中的多种有机污染物具有较强的萃取能力[8]，同时，还可以根据污染物极性不同，选择不同种类和不同极性的表面活性剂进行表面修饰，选择性好，适用范围广。将修饰后的纳米TiO₂置于半透膜中，环境水体中的小分子有机污染物能够穿过半透膜，吸附到修饰后的纳米TiO₂上，达到富集的目的，而环境水体中普遍存在的天然有机质、蛋白质等大分子物质，因为不能穿过半透膜，从而避免了一般样品前处理方法中天然有机质等大分子物质对富集萃取的干扰，是一种有很好应用前景的环境水样品前处理方法。

背景技术中提到的有关文献可参见：

[1].刘菲郑海涛李琳，地下水中半透膜采样方法的室内模拟实验研究，矿物岩石，2005,25,113-116

[2].王毅王春霞王子健，被动式采样及半透膜装置在环境中的应用及展望，环境导报，1997,2,1-5.

[3].Huckins,J.N.;Tubergen,M.W.;Manuweera,G.K.Semipermeable membrane devices containing model lipid:A new approach to monitoring the bioavailability of lipophilic contaminants and estimating their bioconcentration potential.Chemosphere,1990,20,533-552.

[4].Ke,R.H.;Xu,Y.P.;Wang,Z.J;Estimation of the Uptake Rate Constants for Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Accumulated by Semipermeable Membrane Devices and Triolein-Embedded Cellulose Acetate Membranes.Environ.Sci.Technol.2006,40:3906-3911.

[5].A.Solvent-filled dialysis membranes simulate uptake of pollutants by aquatic organisms.Environ.Sci.Technol.,1987,21,855-859.