[发明专利]一种多孔膜保护纳米材料固相微萃取装置及其应用

说明书

本发明提供了一种多孔膜保护纳米材料固相微萃取装置，包括包括多孔聚偏氟乙烯膜，所述多孔聚偏氟乙烯膜四周闭合形成空腔，所述空腔内填充有TiO₂/ZIF‑8/碳纳米管；还提供了应用，用于痕量有机物质的检测。本发明在进行物质检测时受基质影响小、成本低、可反复使用、省时、试剂用量少，并且富集效率高，拓宽了薄膜固相微萃取装置的应用领域。

技术领域

本发明属于萃取技术领域，具体涉及一种多孔膜保护纳米材料固相微萃取装置及其应用。

背景技术

商品化的固相微萃取装置，如美国SUPELCO公司生产的固相微萃取装置。以熔融石英光导纤维为基体支持物，采取“相似相溶”的特点，在其表面涂渍不同性质的高分子固定相薄层，通过直接或顶空方式，对待测物进行提取、富集、进样和解析。然后将富集了待测物的纤维直接转移到仪器(GC或HPLC)中，通过一定的方式解吸附(热解吸或溶剂解吸)，然后进行分离分析。但是商品化的固相微萃取装置存在的缺点为：萃取头的稳定性能差。熔融石英光导纤维非常脆弱，容易折断，影响实验进程。容纳固定相量较少，受复杂基质影响大。较小萃取容量限制SPME(固相微量萃取)方法的灵敏度和检测范围，尤其是分析物与基质有较强的结合作用时表现明显。当存在复杂样品基质时，回收率和灵敏度较差。使用寿命短，相对价格高。单个萃取头600-1000元人民币之间，使用前需要老化几十分钟到1小时，插入溶剂中最多可以使用几十次，而且因其涂层受温度影响容易脱落。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种多孔膜保护纳米材料固相微萃取装置及其应用，该多孔膜保护纳米材料固相微萃取装置在进行物质检测时受基质影响小、成本低、可反复使用、省时、试剂用量少，并且富集效率高，拓宽了薄膜固相微萃取装置的应用领域。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多孔膜保护纳米材料固相微萃取装置，包括多孔聚偏氟乙烯膜，所述多孔聚偏氟乙烯膜四周闭合形成空腔，所述空腔内填充有TiO₂/ZIF-8/碳纳米管。

优选地，所述TiO₂/ZIF-8/碳纳米管的制备方法为：

S1、将碳纳米管加入至质量分数为68％的硝酸水溶液中，超声5min～10min后，在温度为130℃～150℃的条件下回流12h～24h后，将得到的回流液进行固液分离处理，将得到的固态物用去离子水洗涤至pH值为7.0，干燥后得到活化的碳纳米管；

S2、将S1中得到的活化的碳纳米管加入至硝酸锌的甲醇溶液中，超声5min～10min后，进行固液分离处理，将得到的固态物用去离子水洗涤至pH值为7.0，干燥后得到固定有锌源的活化碳纳米管；

S3、先将2-甲基咪唑甲醇溶液倒入至S2中得到的固定有锌源的活化碳纳米管中，在室温的条件下搅拌60min～120min，然后在转速为8000r/min的条件下离心5min，将沉淀物用甲醇洗涤3次～5次，然后在温度为80℃～100℃的条件下干燥12h～24h，研磨后，得到ZIF-8/碳纳米管粒子；ZIF-8的分子式为C₈H₁₀N₄Zn，配体为2-甲基咪唑；

S4、将浓度为0.4mol/L的钛酸四丁酯的无水乙醇溶液在温度为25℃～35℃水浴中的条件下搅拌2.5h～3h后，边搅拌边滴加混合液，滴加完成后继续搅拌60min，然后在温度为60℃的条件下浓缩至体积的1/2时止，得到TiO₂浓缩液；所述混合液为摩尔比为6：3：0.5：0.5的无水乙醇、去离子水、硝酸和冰醋酸的混合物；

S5、向S3中得到的ZIF-8/碳纳米管粒子中加入S4中得到的TiO₂浓缩液，超声振荡混合后过滤，用清水洗涤，然后在温度80℃～100℃的条件下干燥12h～24h，得到TiO₂/ZIF-8/碳纳米管。