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基于金属有机骨架材料涂层的固相微萃取针检测多环芳烃

刘漫漫  郭超  杨斌  丁斌  李妍  
【摘要】:多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一类广泛地分布于环境和食品中的持久性有机污染物。低分子量的多环芳烃(两环和三环的多环芳烃)对一些水生生物具有光诱导毒性,而一些高分子量的多环芳烃具有很强的致癌、致畸、致突变的"三致"作用。因为多环芳烃的非极性和疏水性,使环境中的多环芳烃通常以低浓度存在,因此需要发展具有高吸附能力、富集能力的前处理方法或在线富集分析方法检测多环芳烃~([1])。固相微萃取技术(solid-phase microextraction,SPME)由于其操作简便性、无溶剂、分析物/混合物分离和预富集等优点受到很多关注。此技术是基于分析物与针涂层间的平衡过程,随后被吸附的分析物通过合适的脱附过程分离检测。所以固相微萃取针的涂层材料决定了SPME的萃取~([2])。近几年来,有一些研究工作报道了利用腐蚀不锈丝作为固相微萃取装置的针丝,腐蚀不锈钢丝具有高稳定性、耐久性、再现性好等优点。并可以在此基础上,发展新的涂层材料,增加腐蚀不锈丝的萃取能力金属有机骨架材料(Metal organic framework,MOFs)作为一类新的多孔材料,过去的二十多年里在吸附富集领域得到了快速的发展。MOFs材料的性能远远超出了传统的多孔材料,它们结构和性能上的规则性、刚性/弹性、多样化和可设计性,使MOFs中成为了一种卓越的多孔材料,并在吸附富集、固定相、固相萃取等现代技术中应用甚广~([3-4])。近年来,将水稳定性好的MOFs涂覆在腐蚀不锈钢丝上,并将其应用于苯系物、烷烃类、有机氯农药、多环芳烃、苯酚类、多氯联苯]等有机污染物,能够实现富集检测痕量的污染物,为高效萃取检测有机污染物提供了新的思路。本工作中应用一种新型的MOFs材料ZIF-8,作为腐蚀不锈钢丝的新的涂层材料,自制固相微萃取针,并利用此ZIF-8涂层针顶空固相微萃取水中痕量的多环芳烃。自制固相微萃取针的萃取效果色谱图如图1所示:ZIF-8涂覆不锈钢丝对100 ppb的多环芳烃具有良好的萃取效果,能够萃取水溶液中痕量的多环芳烃。此实验结果证明,将金属有机骨架材料ZIF-8作为固相微萃取针的涂层材料并与气相色谱技术结合具有很好的应用前景。

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