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硝基/氨基功能化磁性共价有机框架吸附剂制备及在双酚分析中的应用

王雪松

硝基/氨基功能化磁性共价有机框架吸附剂制备及在双酚分析中的应用

王雪松1
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  • 1. 西北大学
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摘要

磁固相萃取是一种用于富集和测定痕量污染物的样品前处理技术。共价有机骨架(COFs)由于密度低、稳定性出色、高的比表面积以及易于调节的孔径和化学环境而被认为是分子分离领域中应用的理想材料。近年来,将各功能的优势组合以获得核-壳型复合材料越来越受到关注。本文以Fe3O4为磁性纳米粒子核,COFs为壳,制备了硝基和氨基功能化的核-壳型磁性纳米粒子,研究了两种吸附剂的性能,主要内容如下: (1)以磁性纳米球Fe3O4为核心,包覆硅胶后以单体为介导原位生长COFs壳层得到核-壳型Fe3O4@TpBD(NO2)2,向疏水的COFs网络中引入大量NO2增强π-π作用。还原硝基后得到氨基功能化的Fe3O4@TpBD(NH2)2,表面的大量-NH2会提供氢键作用力。对吸附剂的富集能力和吸附过程进行研究,结果表明双酚F和双酚A在Fe3O4@TpBD(NO2)2上为自发熵增吸热过程,吸附容量分别为206和239mg/g,Fe3O4@TpBD(NH2)2对双酚F和双酚A的吸附容量分别为286和233mg/g,吸附为自发的熵减放热过程。两种吸附剂对双酚类的保留机理为疏水作用、?-?相互作用及氢键作用等多种作用力,吸附等温线拟合皆符合Freundlich吸附模型。 (2)以Fe3O4@TpBD(NO2)2和Fe3O4@TpBD(NH2)2用于五种双酚类物质的吸附,皆有良好的重现性和重复利用性。将这两种吸附剂用于磁固相萃取(MSPE),结合气质联用(GC-MS)建立了五种酚类物质的分析方法,该方法具有线性范围宽(0.1-100ng/mL),检测限低(0.017-0.047ng/mL和0.013-0.043ng/mL)的优点。对加标饮料中双酚的回收率为82.6%-109.5%和80.6%-103.9%,日内相对标准偏差(RSD)分别小于7.6%和6.6%,日间RSD分别小于7.8%和8.2%。MSPE在1min内即可达到吸附平衡,提高了样品的快速处理及分析的效率。将硝基和氨基COFs型吸附剂应用于饮品,检测到微量双酚类物质,表明所制备的吸附剂可用于实际样品中双酚的分离富集,所建立的检测方法可用于实际样品中双酚类物质的检测分析。

关键词

共价有机框架吸附剂/磁性纳米粒子/硝基功能化/氨基功能化/磁固相萃取/双酚类物质/吸附性能

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授予学位

硕士

学科专业

分析化学

导师

王超展

学位年度

2021

学位授予单位

西北大学

语种

中文

中图分类号

TQ
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