离子液体及冠醚功能化离子液体固相微萃取涂层研制及其应用研究

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1、华中农业大学硕士学位论文离子液体及冠醚功能化离子液体固相微萃取涂层研制及其应用研究姓名：舒建军申请学位级别：硕士专业：土壤学指导教师：刘名茗201206离子液体及冠醚功能化离子液体固相微萃取涂层研制及其应用研究摘要兼顾无溶剂和微型化特点的固相微萃取(SPME)技术，由于可以实现土壤、水体等复杂环境介质中痕量有机污染物的采样、萃取和预富集，受到了分析工作者的青睐。该技术的核心是固相微萃取涂层。商品化涂层虽然对推广和发展该技术做出了一定的贡献，但是它们存在种类少、热和化学稳定性差、费用昂贵、使用寿命短等缺点，因此发展高效廉价的固相微萃取涂层是未来

2、固相微萃取技术的重点研究方向。室温离子液体(RTILs)具有良好的溶解能力，热稳定性和化学稳定性高，成膜性好，易改性，蒸气压低并且无毒，被誉为“绿色溶剂”。这些特点使得离子液体既可以作为一种优良的萃取介质，又可以作为选择性色谱固定相材料。这种双重功能提示将离子液体用于固相微萃取涂层的研制在理论上是可行的。溶胶．凝胶技术能在温和的条件下，通过化学键合作用使无机介质表面有机化。在离子液体中引入具有溶胶．凝胶活性的基团，如：烯丙基、羟基或硅氧烷基团，通过活性基团与硅烷偶联剂之间的缩合反应、自由基引发交联反应就可以制备出性能优良的化学键合型有机．无机

3、复合涂层。本研究以烷氧基取代的咪唑离子液体以及烷氧基和烯丙基取代的冠醚功能化咪唑离子液体为涂层材料，采用溶胶一凝胶技术制备了一系列基于离子液体的有机一无机复合涂层固相微萃取探头，并对涂层的反应机理进行了探讨、对其表面形貌以及物理化学性质进行了表征，采用自制的离子液体固相微萃取探头对土壤中的酚类化合物进行了检测，得到以下主要结果：1．合成了三种烷氧基功能化咪唑离子液体：1一三乙氧基硅丙基一3．甲基眯唑六氟磷酸(TESPMIM[PF6])、l-三乙氧基硅丙基一3一甲基咪唑四氟硼酸(TESPMIM[BF4])和I----7,氧基硅丙基一3-甲基咪唑

4、双三氟甲磺酰亚胺(TESPMIM[N(S02CF3)2])；以这些烷氧基取代的离子液体为涂层材料，采用溶胶一凝胶技术制备了化学键合型离子液体-羟基硅油(IL．OH．TSO)有机．无机复合固相微萃取涂层；对溶胶．凝胶涂层的反应机理和涂层性能进行了考察。得出以下结论：红外光谱证实离子液体成功的化学键合到形成的溶胶一凝胶复合涂层中；自制的离子液体固相微萃取涂层抗溶剂冲洗能力强，使用的pH范围宽，涂层制各重现性好，无论是对极性(酚、芳胺、脂肪酸)、中等极性(醇、酞酸酯)还是非极性物质(多环芳烃)的选择性和萃取效率都比较高：但由于阴离子种类不同，三种I

5、L．OH．TSO涂层在性质上也存在着一定的差异，如不同离华中农业大学2012届硕士学位论文予液体制备的探头其表面上的孔洞结构不同；TESPMIM[BF4】一OH-TSO(2850C)和TESPMIM[PF6]-OH—TSO(3000C)的热稳定性小于TESPMIM[N(S02CF3)2]．OH—TSO(4540C)涂层：TESPMIM[BF4】一OH—TSO和TESPMIM[PF6】-OH-TSO涂层对强极性物质的选择性(酚和脂肪酸)高于TESPMIM[N(S02CF3)2]．OH．TSO涂层，而对非极性的物质(多环芳烃)的选择性低于TESP

6、MIM[N(S02CF3)2]．OH—TSO涂层。2．合成了两种含有不同溶胶．凝胶活性基团的冠醚功能化咪唑离子液体：1．三乙氧基硅丙基一3一(6’一氧代苯并．15．冠．5己基)咪唑双三氟甲磺酰亚胺([TESP(Benz015C5)HIM][N(S02CF3)2])和l-烯丙基·3-(6’-氧代苯并一15一冠一5己基)咪唑双三氟甲磺酰亚胺([A(Benz015C5)HIM][N(S02CF3)2])，并采用溶胶一凝胶技术制备了两种冠醚功能化离子液体一羟基硅油有机．无机复合涂层，同时对其性能进行了评价。结果表明：本文研制的冠醚功能化离子液体一羟基

7、硅油有机一无机复合涂层表面光滑，且分布着大量的类似气泡状的物体、热稳定性高(达到400*(2以上)，pH适用范围广(0．14)、抗溶剂冲洗能力强、重现性好(RSD<10％)，同时对酚、芳胺、醇、酸、酞酸酯和多环芳烃类有机物质具有高的选择性和萃取能力。3．采用自制的溶胶一凝胶TESPMIM[N(S02CF3)2]-OH-TSO涂层，采用超声萃取-直接固相微萃取．气相色谱ⅣE—SPME—GC)对土壤中的酚类物质进行了分析。对影响萃取效率的的条件进行了优化，得出了最佳的超声萃取和固相微萃取条件。在最佳条件下对几种实际土壤中的酚类化合物进行了分析。该

8、方法的线性达到两个数量级，检测限(8．5ngg。1到20．2ngg‘1)和准确度(加标回收率在70％到120％之间)等都令人满意。关键词：固相微萃取；离子液体：冠醚