一种基于C-UIO66-NH2@PAC的固相微萃取材料及其制备方法和应用与流程

专利2025-05-25  33


本发明属于固相微萃取,具体涉及一种基于c-uio66-nh2@pac的固相微萃取材料的制备方法和应用。


背景技术:

1、金属有机骨架材料(mofs)是由金属离子和有机配体或团簇通过配位键形成的多孔结晶材料,具有分级结构、永久孔隙率和高吸附能力。mofs可以用作牺牲模板,通过直接碳化制备具有大吸附容量的纳米金属氧化物多孔碳,并且通过在mofs材料中掺杂其他元素可以优化碳化后材料的结构稳定性。uio66-nh2是一种经典的mofs材料,zr-n共掺杂,使其在碳化后从疏水的特性改变为亲水,从而可以高效有选择性的萃取水中极性物质。碳化后的mofs已被设计和合成用于各种环境相关的应用。

2、粉末活性炭(pac)表面最常见的含氧官能团有羟基,羧基,内酯基和酚羟基,这些官能团的存在为与mofs的复合提供了条件,此外,活性炭也是多孔结构,可以产生额外的吸附位点。

3、土臭素和2-甲基异莰醇是放线菌及藻类生长分泌的一种挥发性有机物,是引起水表面异嗅问题的最主要因素。固相微萃取是富集微量有机物常用的最有效方式之一,但一些商用涂层,由于其成本高昂,循环利用次数有限而导致使用受到很大的限制。因此,需要寻找更为高效、灵敏、经济的spem纤维材料来检测水中的土臭素和2-甲基异莰醇。

4、近年来,固相微萃取法因不需要有机溶剂、无需浓缩、简便易行而广泛应用于食品、环境安全等研究领域。基于碳化后mofs的spme纤维的分析性能具有高提取效率、足够的再现性、高灵敏度和可接受的重复使用性。因此,制备一种基于c-uio66-nh2@pac的spem纤维材料还是十分有意义的。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种对水中/生活饮用水中土臭素和2-甲基异莰醇的高选择性检测的基于c-uio66-nh2@pac的固相微萃取材料。

2、本发明采用的技术方案为:一种基于c-uio66-nh2@pac的固相微萃取材料,是以c-uio66-nh2@pac为涂层制备的固相微萃取材料。

3、一种基于c-uio66-nh2@pac的固相微萃取材料的制备方法,包括如下步骤:

4、1)c-uio66-nh2@pac的制备:将粉末活性炭(pac)与zrcl4和2-氨基对苯二甲酸共同分散在二甲基甲酰胺中,加入冰醋酸调节反应体系为酸性,室温充分搅拌1~2h,放入反应釜中,进行水热反应,制得uio66-nh2@pac固体;将所得uio66-nh2@pac固体放入管式炉中煅烧,得到c-uio66-nh2@pac材料;

5、2)将硅酮密封剂溶于环己烷中获得粘合剂;把基底浸入粘合剂中并立即取出,形成薄粘合层;然后将覆有薄粘合层的基底放入步骤1)获得的c-uio66-nh2@pac材料中旋转后取出,将基底表面粘附的多余的固体去除后进行固化;

6、3)重复步骤2)3~5次,获得基于c-uio66-nh2@pac的固相微萃取材料。

7、进一步的,步骤1)中,按质量比,zrcl4:2-氨基对苯二甲酸=1:1~1.5;所述粉末活性炭(pac)的质量为zrcl4和2-氨基对苯二甲酸总质量的1~3%。

8、进一步的,步骤1)中,所述水热反应是,115~125℃下反应20~24h。

9、进一步的,步骤1)中,所述煅烧是,以升温速率5~8℃/min升温至800~850℃,保温1~2h。

10、进一步的,步骤2)中,所述基底是不锈钢丝(ssw)。

11、进一步的,步骤2)中,所述固化是,于75~85℃下固化30~40min。

12、本发明提供的一种基于c-uio66-nh2@pac的固相微萃取材料在检测水中或生活饮用水中土臭素和2-甲基异莰醇中的应用。

13、进一步的,方法如下:将基于c-uio66-nh2@pac的固相微萃取材料置于水样中,于70~80℃下吸附50~60min。

14、进一步的,将吸附后的c-uio66-nh2@pac的固相微萃取材料于200~250℃下进行解吸。

15、本发明的有益效果是:

16、1、本发明以稳定性和多孔结构良好的c-uio66-nh2@pac为固相微萃取涂层,将带有粘合剂的不锈钢丝(ssw)针头在c-uio66-nh2@pac中旋转,后用橡胶球轻轻吹去多余的固体并固化;以上过程重复3次,直到可以形成稳固、厚度合适的涂层,得到了spem纤维材料。制备方法简单。

17、2、本发明中,制备的c-uio66-nh2@pac具有大的比表面积、较高的化学稳定性和热稳定性。

18、3、本发明提供的基于c-uio66-nh2@pac的固相微萃取材料对水中/生活饮用水中土臭素和2-甲基异莰醇的检测具有优异的高选择性能。此外,经过70次循环试验后对水中土臭素和2-甲基异莰醇的检测仍有高选择性,且具有较高的稳定性和可回收性。



技术特征:

1.一种基于c-uio66-nh2@pac的固相微萃取材料,其特征在于,所述基于c-uio66-nh2@pac的固相微萃取材料,是以c-uio66-nh2@pac为涂层制备的固相微萃取材料。

2.权利要求1所述的一种基于c-uio66-nh2@pac的固相微萃取材料的制备方法,其特征在于,制备方法包括如下步骤:

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,按质量比,zrcl4:2-氨基对苯二甲酸=1:1~1.5;所述粉末活性炭pac的质量为zrcl4和2-氨基对苯二甲酸总质量的1~3%。

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述水热反应是,115~125℃下反应20~24h。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述煅烧是,以升温速率5~8℃/min升温至800~850℃,保温1~2h。

6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述基底是不锈钢丝ssw。

7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述固化是,于75~85℃下固化30~40min。

8.权利要求1所述的一种基于c-uio66-nh2@pac的固相微萃取材料在检测水中或生活饮用水中土臭素和2-甲基异莰醇中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,方法如下:将基于c-uio66-nh2@pac的固相微萃取材料置于水样中,于70~80℃下吸附50~60min。

10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,将吸附后的c-uio66-nh2@pac的固相微萃取材料于200~250℃下进行解吸。


技术总结
本发明公开一种基于C‑UIO66‑NH<subgt;2</subgt;@PAC的固相微萃取材料及其制备方法和应用。所述基于C‑UIO66‑NH<subgt;2</subgt;@PAC的固相微萃取材料是将UIO66‑NH<subgt;2</subgt;@PAC直接碳化制备的衍生多孔碳材料,具有良好的稳定性和多孔结构。以C‑UIO66‑NH<subgt;2</subgt;@PAC为固相微萃取涂层,将带有粘合剂的不锈钢SSW在C‑UIO66‑NH<subgt;2</subgt;@PAC中旋转,后去除多余的固体并进行固化,重复操作,直到可以形成稳固、厚度合适的涂层,得到固相微萃取材料。本发明基于C‑UIO66‑NH<subgt;2</subgt;@PAC的固相微萃取材料对水中/生活饮用水中土臭素和2‑甲基异莰醇的检测具有优异的高选择性能,且具有较高的稳定性和可回收性。

技术研发人员:王双,佟雪峰,姚川颖
受保护的技术使用者:沈阳水务水质检测技术发展有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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