磁性竹炭固相萃取‑液相色谱检测水中BPS的方法与流程

文档序号:13519449阅读:564来源:国知局

本发明属于检测方法技术领域,具体涉及一种磁性竹炭固相萃取-液相色谱检测水中bps的方法。



背景技术:

双酚s(4,4'-二羟基二苯砜,bisphenols,bps,cas注册号80-90-1),作为双酚a(bisphenola,bpa)的替代物之一,是一种比bpa更加稳定的物质,主要添加于塑料制品。bps在水中的溶解度(1.1gl-1,20℃)是bpa(<0.1gl-1,20℃)的10倍以上,因此,相对于bpa而言,bps更加容易进入环境水体。

bps具有一定的生理毒性,如ji等研究表明,bps可以影响生物幼体大脑垂体等器官的发育。naderi将雌性斑马鱼暴露于10μgl-1的水中,发现血液中的甲状腺素与三碘甲状腺氨酸水平明显下降。bps对哺乳动物也有较强的毒性,kuruto-niwa甚至发现,bps具有与bpa大体相当的内分泌干扰作用。生理毒性研究表明,即使痕量bps的存在也应该引起足够的重视,因此建立环境水体中痕量bps的分析方法是十分重要的。

迄今,水体中bps分析方法的文献报道极少,已见报道的分析方法主要是利用液相色谱进行检测。diao等报道了一种涡旋辅助液相微萃取结合液相色谱分析水中的bps;zhou等报道了一种在线固相萃取,利用液相色谱检测水中bps的方法。对于水中痕量有机污染物的分析,预处理过程耗费较多时间。分散基质固相萃取是一种有潜力的富集水中污染物的预处理技术。但是,在分散基质固相萃取中,吸附剂与水相的分离需要离心步骤,较为繁琐,而且吸附剂与水相的彻底分离存在困难。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种磁性竹炭固相萃取-液相色谱检测水中bps的方法,合成磁性竹炭作为吸附剂,以分散基质固相萃取作为预处理技术,以高效液相色谱为分析手段,建立了水中bps的分析方法。

本发明所采用的技术方案是,磁性竹炭固相萃取-液相色谱检测水中bps的方法,具体按照以下步骤实施:

步骤1、竹炭的活化;

步骤2、竹炭的羧基化;

步骤3、将经步骤2羟基化的竹炭与丙烯酸钠、醋酸钠、fecl3·6h2o、乙二醇、二乙二醇混合,经反应后制备得到磁性竹炭;

步骤4、利用经步骤3得到的磁性竹炭进行分散基质固相萃取,之后用永久性磁铁将磁性竹炭吸附于容器内壁上,用液相色谱微量进样针吸取萃取后的样品,用高效液相色谱检测,看其出峰的时间和面积的情况,完成水中bps检测。

本发明的特点还在于:

步骤1具体按照以下步骤实施:

步骤1.1、称取4g~6g竹炭放入反应釜中,再向反应釜中添加18g~22gkoh,然后添加水,以浸没过竹炭为宜浸泡竹炭22h~26h;

步骤1.2、经步骤1.1后,将反应釜内所有物料置于无氧条件下,利用微波炉对竹炭活化处理8min~12min;

步骤1.3、将经步骤1.2得到的竹炭用水洗至中性,再于真空干燥箱内干燥,完成竹炭的活化。

步骤1.1中的反应釜为聚四氟乙烯反应釜。

步骤2具体按照以下步骤实施:

步骤2.1、取1.5g~2.5g活化后的竹炭,将其添加到100ml硝酸中;

步骤2.2、将步骤2.1中的竹炭连同硝酸一起转移容器中,于70℃~90℃油浴锅中回流反应2.5h~3.5h,将竹炭取出后冷却、离心;

步骤2.3、将经步骤2.2得到的竹炭反复加水洗涤,直至洗涤水ph值为7,再放入真空干燥箱内烘干,完成竹炭的羧基化。

步骤3具体按照以下步骤实施:

步骤3.1、取羧基化的竹炭0.1g~0.3g,将其与1.5g~1.9g丙烯酸钠、1.5g~1.9g醋酸钠、1g~1.4gfecl3·6h2o、15ml~19ml乙二醇、5ml~7ml二乙二醇混合,得到混合物料,对混合物料搅拌后再超声处理1.5h~2.5h;

步骤3.2、将经步骤3.1得到混合物料添加到反应釜中,于180℃~220℃下加热9h~10h,之后冷却至室温;

步骤3.3、将经步骤3.2处理后的竹炭分别用乙醇和水洗涤,最后放入60℃~70℃真空干燥箱内干燥,得到磁性竹炭。

步骤3.2中的反应釜为四氟乙烯反应釜。

步骤3.3中:用乙醇洗涤4~6次,用水洗涤4~6次。

步骤4具体按照以下步骤实施:

步骤4.1、取28mg~32mg经步骤3得到的磁性竹炭添加到含有100ml水的锥形瓶中,以涡旋振荡器振荡加速吸附,待吸附完成后,以永久性磁铁吸引将磁性竹炭固定于锥形瓶的内壁上,丢弃水相;

步骤4.2、经步骤4.1后,向锥形瓶中加入0.5ml洗脱剂,涡旋振荡,再以永久性磁铁吸引将磁性竹炭固定于锥形瓶的内壁上,以液相色谱微量进样针吸取10μl洗脱剂进行分析,具体分析方法如下:

把吸取的10μl样品用液相色谱检测,电脑上会出现吸光度和时间的关系图,通过观察出峰的时间和面积来分析bps的吸附情况;

步骤4.3、经步骤4.2后,将脱附后的磁性竹炭以2.0ml洗脱剂清洗2次,再以5.0ml去离子水清洗3次,除去杂质后重复利用。

洗脱剂为甲醇。

本发明的有益效果在于:

在水体中痕量污染物的检测过程中,预处理占据了大部分工作量,合成磁性竹炭作为分散基质固相萃取的吸附剂,磁性竹炭的使用,既避免了传统分散基质固相萃取过程中两步离心的繁琐步骤,也实现了固相吸附剂与液相水相及有机溶剂相的完全分离,加快了速度,大大缩短了预处理过程,提高了预处理效率。

附图说明

图1是本发明方法中制备的磁性竹炭的xrd表征图;

图2是竹炭、活化竹炭、羧基化竹炭和磁性竹炭的bet分析结果示意图;

图3是本发明方法中磁性竹炭的m-h表征图;

图4是吸光度与时间的关系图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明磁性竹炭固相萃取-液相色谱检测水中bps的方法,具体按照以下方法实施:

步骤1、竹炭的活化,具体按照以下步骤实施:

步骤1.1、称取4g~6g竹炭放入聚四氟乙烯反应釜中,再向聚四氟乙烯反应釜中添加18g~22gkoh,然后添加水,以浸没过竹炭为宜,浸泡竹炭22h~26h;

步骤1.2、经步骤1.1后,将聚四氟乙烯反应釜内所有物料转移至圆底烧瓶中,在无氧条件下利用微波炉对竹炭活化处理8min~12min;

步骤1.3、将经步骤1.2得到的竹炭用水洗至中性,再于真空干燥箱内干燥,完成竹炭的活化。

步骤2、竹炭的羧基化,具体按照以下步骤实施:

步骤2.1、取1.5g~2.5g活化后的竹炭,将其添加到100ml硝酸中;

步骤2.2、将步骤2.1中的竹炭连同硝酸一起转移至圆底烧瓶中,于70℃~90℃油浴锅中回流反应2.5h~3.5h,将竹炭取出后冷却、离心;

步骤2.3、将经步骤2.2得到的竹炭加水洗涤,直至洗涤水ph值为7,再放入真空干燥箱内烘干,完成竹炭的羧基化。

步骤3、将经步骤2羟基化的竹炭与丙烯酸钠、醋酸钠、fecl3·6h2o、乙二醇、二乙二醇混合,经反应后制备得到磁性竹炭,具体按照以下步骤实施:

步骤3.1、取羧基化的竹炭0.1g~0.3g,将其与1.5g~1.9g丙烯酸钠、1.5g~1.9g醋酸钠、1g~1.4gfecl3·6h2o、15ml~19ml乙二醇、5ml~7ml二乙二醇一起添加到烧杯中,在烧杯内形成混合物料,对混合物料搅拌后再超声处理1.5h~2.5h;

步骤3.2、将经步骤3.1得到混合物料添加到聚四氟乙烯反应釜中,于180℃~220℃下加热9h~10h,之后冷却至室温;

步骤3.3、将经步骤3.2处理后的竹炭分别用乙醇和水洗各洗涤4~6次,最后放入60℃~70℃真空干燥箱内干燥,得到磁性竹炭。

步骤4、利用经步骤3得到的磁性竹炭进行分散基质固相萃取,之后用永久性磁铁将磁性竹炭吸附于容器内壁上,用液相色谱微量进样针吸取萃取后的样品,用高效液相色谱检测,看其出峰的时间和面积的情况,完成水中bps检测,具体按照以下步骤实施:

步骤4.1、取28mg~32mg经步骤3得到的磁性竹炭添加到含有100ml水的锥形瓶中,以涡旋振荡器振荡加速吸附,待吸附完成后,以永久性磁铁吸引将磁性竹炭固定于锥形瓶的内壁上,丢弃水相;

步骤4.2、经步骤4.1后,向锥形瓶中加入0.5ml洗脱剂(其中,洗脱剂采用甲醇),涡旋振荡加速解吸,再以永久性磁铁吸引将磁性竹炭固定于锥形瓶的内壁上,以液相色谱微量进样针吸取10μl洗脱剂进行分析;

具体分析方法如下:

把吸取的10μl样品用液相色谱检测,电脑上会出现吸光度和时间的关系图,通过观察出峰的时间和面积来分析bps的吸附情况;

步骤4.3、经步骤4.2后,将脱附后的磁性竹炭以2.0ml洗脱剂(其中,洗脱剂采用甲醇)清洗2次,再以5.0ml去离子水清洗3次,除去可能存在的杂质后重复利用;

其中,可能存在的杂质主要有:一些失去磁性的竹炭(主要),空气中某些颗粒和实验过程吸附的有机物。

实施例1

步骤1、竹炭的活化,具体按照以下步骤实施:

步骤1.1、称取4g竹炭放入聚四氟乙烯反应釜中,再向聚四氟乙烯反应釜中添加18gkoh,然后添加水,以浸没过竹炭为宜,浸泡竹炭22h;

步骤1.2、经步骤1.1后,将聚四氟乙烯反应釜内所有物料转移至圆底烧瓶中,在无氧条件下利用微波炉对竹炭活化处理8min;

步骤1.3、将经步骤1.2得到的竹炭用水洗至中性,再于真空干燥箱内干燥,完成竹炭的活化;

步骤2、竹炭的羧基化,具体按照以下步骤实施:

步骤2.1、取1.5g活化后的竹炭,将其添加到100ml硝酸中;

步骤2.2、将步骤2.1中的竹炭连同硝酸一起转移至圆底烧瓶中,于70℃油浴锅中回流反应2.5h,将竹炭取出后冷却、离心;

步骤2.3、将经步骤2.2得到的竹炭反复加水洗涤,直至洗涤水ph值为7,再放入真空干燥箱内烘干,完成竹炭的羧基化;

步骤3、将经步骤2羟基化的竹炭与丙烯酸钠、醋酸钠、fecl3·6h2o、乙二醇、二乙二醇混合,经反应后制备得到磁性竹炭,具体按照以下步骤实施:

步骤3.1、取羧基化的竹炭0.1g,将其与1.5g丙烯酸钠、1.5g醋酸钠、1gfecl3·6h2o、15ml乙二醇、5ml二乙二醇一起添加到烧杯中,得到混合物料,对混合物料搅拌后再超声处理1.5h;

步骤3.2、将经步骤3.1得到混合物料添加到聚四氟乙烯反应釜中,于180℃下加热9h,之后冷却至室温;

步骤3.3、将经步骤3.2处理后的竹炭分别用乙醇和水洗各洗涤4次,最后放入60℃真空干燥箱内干燥,得到磁性竹炭;

步骤4、利用经步骤3得到的磁性竹炭进行分散基质固相萃取,之后用永久性磁铁将磁性竹炭吸附于容器内壁上,用液相色谱微量进样针吸取萃取后的样品,用高效液相色谱检测,观察其出峰的时间和面积的情况,完成水中bps检测,具体按照以下步骤实施:

步骤4.1、取28mg经步骤3得到的磁性竹炭添加到含有100ml水的锥形瓶中,以涡旋振荡器振荡加速吸附,待吸附完成后,以永久性磁铁吸引将磁性竹炭固定于锥形瓶的内壁上,丢弃水相;

步骤4.2、经步骤4.1后,向锥形瓶中加入0.5ml洗脱剂(洗脱剂采用甲醇),涡旋振荡加速解吸,再以永久性磁铁吸引将磁性竹炭固定于锥形瓶的内壁上,以液相色谱微量进样针吸取10μl洗脱剂进行分析;

具体分析方法如下:

把吸取的10μl样品用液相色谱检测,电脑上会出现吸光度和时间的关系图,通过观察出峰的时间和面积来分析bps的吸附情况;

步骤4.3、经步骤4.2后,将脱附后的磁性竹炭以2.0ml洗脱剂(洗脱剂采用甲醇)清洗2次,再以5.0ml去离子水清洗3次,除去可能存在的杂质后重复利用。

实施例2

步骤1、竹炭的活化,具体按照以下步骤实施:

步骤1.1、称取4.5g竹炭放入聚四氟乙烯反应釜中,再向聚四氟乙烯反应釜中添加19gkoh,然后添加水,以浸没过竹炭为宜,浸泡竹炭23h;

步骤1.2、经步骤1.1后,将聚四氟乙烯反应釜内所有物料转移至圆底烧瓶中,在无氧条件下利用微波炉对竹炭活化处理9min;

步骤1.3、将经步骤1.2得到的竹炭用水洗至中性,再于真空干燥箱内干燥,完成竹炭的活化;

步骤2、竹炭的羧基化,具体按照以下步骤实施:

步骤2.1、取1.8g活化后的竹炭,将其添加到100ml硝酸中;

步骤2.2、将步骤2.1中的竹炭连同硝酸一起转移至圆底烧瓶中,于75℃油浴锅中回流反应2.5h,将竹炭取出后冷却、离心;

步骤2.3、将经步骤2.2得到的竹炭反复加水洗涤,直至洗涤水ph值为7,再放入真空干燥箱内烘干,完成竹炭的羧基化;

步骤3、将经步骤2羟基化的竹炭与丙烯酸钠、醋酸钠、fecl3·6h2o、乙二醇、二乙二醇混合,经反应后制备得到磁性竹炭,具体按照以下步骤实施:

步骤3.1、取羧基化的竹炭0.15g,将其与1.6g丙烯酸钠、1.6g醋酸钠、1.1gfecl3·6h2o、16ml乙二醇、5.5ml二乙二醇一起添加到烧杯中,得到混合物料,对混合物料搅拌后再超声处理2h;

步骤3.2、将经步骤3.1得到混合物料添加到聚四氟乙烯反应釜中,于190℃下加热9.5h,之后冷却至室温;

步骤3.3、将经步骤3.2处理后的竹炭分别用乙醇和水洗各洗涤4次,最后放入60℃真空干燥箱内干燥,得到磁性竹炭;

步骤4、利用经步骤3得到的磁性竹炭进行分散基质固相萃取,之后用永久性磁铁将磁性竹炭吸附于容器内壁上,用液相色谱微量进样针吸取萃取后的样品,用高效液相色谱检测,观察其出峰的时间和面积的情况,完成水中bps检测,具体按照以下步骤实施:

步骤4.1、取29mg经步骤3得到的磁性竹炭添加到含有100ml水的锥形瓶中,以涡旋振荡器振荡加速吸附,待吸附完成后,以永久性磁铁吸引将磁性竹炭固定于锥形瓶的内壁上,丢弃水相;

步骤4.2、经步骤4.1后,向锥形瓶中加入0.5ml洗脱剂(洗脱剂采用甲醇),涡旋振荡加速解吸,再以永久性磁铁吸引将磁性竹炭固定于锥形瓶的内壁上,以液相色谱微量进样针吸取10μl洗脱剂进行分析;

具体分析方法如下:

把吸取的10μl样品用液相色谱检测,电脑上会出现吸光度和时间的关系图,通过观察出峰的时间和面积来分析bps的吸附情况;

步骤4.3、经步骤4.2后,将脱附后的磁性竹炭以2.0ml洗脱剂(洗脱剂采用甲醇)清洗2次,再以5ml去离子水清洗3次,除去可能存在的杂质后重复利用。

实施例3

步骤1、竹炭的活化,具体按照以下步骤实施:

步骤1.1、称取5g竹炭放入聚四氟乙烯反应釜中,再向聚四氟乙烯反应釜中添加20gkoh,然后添加水,以浸没过竹炭为宜,浸泡竹炭24h;

步骤1.2、经步骤1.1后,将聚四氟乙烯反应釜内所有物料转移至圆底烧瓶中,在无氧条件下利用微波炉对竹炭活化处理10min;

步骤1.3、将经步骤1.2得到的竹炭用水洗至中性,再于真空干燥箱内干燥,完成竹炭的活化;

步骤2、竹炭的羧基化,具体按照以下步骤实施:

步骤2.1、取2g活化后的竹炭,将其添加到100ml硝酸中;

步骤2.2、将步骤2.1中的竹炭连同硝酸一起转移至圆底烧瓶中,于80℃油浴锅中回流反应3h,将竹炭取出后冷却、离心;

步骤2.3、将经步骤2.2得到的竹炭反复加水洗涤,直至洗涤水ph值为7,再放入真空干燥箱内烘干,完成竹炭的羧基化。

步骤3、将经步骤2羟基化的竹炭与丙烯酸钠、醋酸钠、fecl3·6h2o、乙二醇、二乙二醇混合,经反应后制备得到磁性竹炭,具体按照以下步骤实施:

步骤3.1、取羧基化的竹炭0.2g,将其与1.7g丙烯酸钠、1.7g醋酸钠、1.2gfecl3·6h2o、17ml乙二醇、6ml二乙二醇一起添加到烧杯中,得到混合物料,对混合物料搅拌后再超声处理2h;

步骤3.2、将经步骤3.1得到混合物料添加到聚四氟乙烯反应釜中,于200℃下加热9.5h,之后冷却至室温;

步骤3.3、将经步骤3.2处理后的竹炭分别用乙醇和水洗各洗涤5次,最后放入65℃真空干燥箱内干燥,得到磁性竹炭;

步骤4、利用经步骤3得到的磁性竹炭进行分散基质固相萃取,之后用永久性磁铁将磁性竹炭吸附于容器内壁上,用液相色谱微量进样针吸取萃取后的样品,用高效液相色谱检测,观察其出峰的时间和面积的情况,完成水中bps检测,具体按照以下步骤实施:

步骤4.1、取30mg经步骤3得到的磁性竹炭添加到含有100ml水的锥形瓶中,以涡旋振荡器振荡加速吸附,待吸附完成后,以永久性磁铁吸引将磁性竹炭固定于锥形瓶的内壁上,丢弃水相;

步骤4.2、经步骤4.1后,向锥形瓶中加入0.5ml洗脱剂(洗脱剂采用甲醇),涡旋振荡加速解吸,再以永久性磁铁吸引将磁性竹炭固定于锥形瓶的内壁上,以液相色谱微量进样针吸取10μl洗脱剂进行分析;

具体分析方法如下:

把吸取的10μl样品用液相色谱检测,电脑上会出现吸光度和时间的关系图,通过观察出峰的时间和面积来分析bps的吸附情况;

步骤4.3、经步骤4.2后,将脱附后的磁性竹炭以2.0ml洗脱剂(洗脱剂采用甲醇)清洗2次,再以5.0ml去离子水清洗3次,除去可能存在的杂质后重复利用。

实施例4

步骤1、竹炭的活化,具体按照以下步骤实施:

步骤1.1、称取5.5g竹炭放入聚四氟乙烯反应釜中,再向聚四氟乙烯反应釜中添加21gkoh,然后添加水,以浸没过竹炭为宜,浸泡竹炭25h;

步骤1.2、经步骤1.1后,将聚四氟乙烯反应釜内所有物料转移至圆底烧瓶中,在无氧条件下利用微波炉对竹炭活化处理11min;

步骤1.3、将经步骤1.2得到的竹炭用水洗至中性,再于真空干燥箱内干燥,完成竹炭的活化;

步骤2、竹炭的羧基化,具体按照以下步骤实施:

步骤2.1、取2.3g活化后的竹炭,将其添加到100ml硝酸中;

步骤2.2、将步骤2.1中的竹炭连同硝酸一起转移至圆底烧瓶中,于85℃油浴锅中回流反应3.5h,将竹炭取出后冷却、离心;

步骤2.3、将经步骤2.2得到的竹炭反复加水洗涤,直至洗涤水ph值为7,再放入真空干燥箱内烘干,完成竹炭的羧基化。

步骤3、将经步骤2羟基化的竹炭与丙烯酸钠、醋酸钠、fecl3·6h2o、乙二醇、二乙二醇混合,经反应后制备得到磁性竹炭,具体按照以下步骤实施:

步骤3.1、取羧基化的竹炭0.25g,将其与1.8g丙烯酸钠、1.8g醋酸钠、1.3gfecl3·6h2o、18ml乙二醇、6.5ml二乙二醇一起添加到烧杯中,得到混合物料,对混合物料搅拌后再超声处理2.5h;

步骤3.2、将经步骤3.1得到混合物料添加到聚四氟乙烯反应釜中,于210℃下加热9.5h,之后冷却至室温;

步骤3.3、将经步骤3.2处理后的竹炭分别用乙醇和水洗各洗涤6次,最后放入68℃真空干燥箱内干燥,得到磁性竹炭;

步骤4、利用经步骤3得到的磁性竹炭进行分散基质固相萃取,之后用永久性磁铁将磁性竹炭吸附于容器内壁上,用液相色谱微量进样针吸取萃取后的样品,用高效液相色谱检测,观察其出峰的时间和面积的情况,完成水中bps检测,具体按照以下步骤实施:

步骤4.1、取31mg经步骤3得到的磁性竹炭添加到含有100ml水的锥形瓶中,以涡旋振荡器振荡加速吸附,待吸附完成后,以永久性磁铁吸引将磁性竹炭固定于锥形瓶的内壁上,丢弃水相;

步骤4.2、经步骤4.1后,向锥形瓶中加入0.5ml洗脱剂(洗脱剂采用甲醇),涡旋振荡加速解吸,再以永久性磁铁吸引将磁性竹炭固定于锥形瓶的内壁上,以液相色谱微量进样针吸取10μl洗脱剂进行分析;

具体分析方法如下:

把吸取的10μl样品用液相色谱检测,电脑上会出现吸光度和时间的关系图,通过观察出峰的时间和面积来分析bps的吸附情况;

步骤4.3、经步骤4.2后,将脱附后的磁性竹炭以2.0ml洗脱剂(洗脱剂采用甲醇)清洗2次,再以5ml去离子水清洗3次,除去可能存在的杂质后重复利用。

实施例5

步骤1、竹炭的活化,具体按照以下步骤实施:

步骤1.1、称取6g竹炭放入聚四氟乙烯反应釜中,再向聚四氟乙烯反应釜中添加22gkoh,然后添加水,以浸没过竹炭为宜,浸泡竹炭26h;

步骤1.2、经步骤1.1后,将聚四氟乙烯反应釜内所有物料转移至圆底烧瓶中,在无氧条件下利用微波炉对竹炭活化处理12min;

步骤1.3、将经步骤1.2得到的竹炭用水洗至中性,再于真空干燥箱内干燥,完成竹炭的活化;

步骤2、竹炭的羧基化,具体按照以下步骤实施:

步骤2.1、取2.5g活化后的竹炭,将其添加到100ml硝酸中;

步骤2.2、将步骤2.1中的竹炭连同硝酸一起转移至圆底烧瓶中,于90℃油浴锅中回流反应3.5h,将竹炭取出后冷却、离心;

步骤2.3、将经步骤2.2得到的竹炭反复加水洗涤,直至洗涤水ph值为7,再放入真空干燥箱内烘干,完成竹炭的羧基化。

步骤3、将经步骤2羟基化的竹炭与丙烯酸钠、醋酸钠、fecl3·6h2o、乙二醇、二乙二醇混合,经反应后制备得到磁性竹炭,具体按照以下步骤实施:

步骤3.1、取羧基化的竹炭0.3g,将其与1.9g丙烯酸钠、1.9g醋酸钠、1.4gfecl3·6h2o、19ml乙二醇、7ml二乙二醇一起添加到烧杯中,得到混合物料,对混合物料搅拌后再超声处理2.5h;

步骤3.2、将经步骤3.1得到混合物料添加到聚四氟乙烯反应釜中,于220℃下加热10h,之后冷却至室温;

步骤3.3、将经步骤3.2处理后的竹炭分别用乙醇和水洗各洗涤5次,最后放入70℃真空干燥箱内干燥,得到磁性竹炭;

步骤4、利用经步骤3得到的磁性竹炭进行分散基质固相萃取,之后用永久性磁铁将磁性竹炭吸附于容器内壁上,用液相色谱微量进样针吸取萃取后的样品,用高效液相色谱检测,观察其出峰的时间和面积的情况,完成水中bps检测,具体按照以下步骤实施:

步骤4.1、取32mg经步骤3得到的磁性竹炭添加到含有100ml水的锥形瓶中,以涡旋振荡器振荡加速吸附,待吸附完成后,以永久性磁铁吸引将磁性竹炭固定于锥形瓶的内壁上,丢弃水相;

步骤4.2、经步骤4.1后,向锥形瓶中加入0.5ml洗脱剂(洗脱剂采用甲醇),涡旋振荡加速解吸,再以永久性磁铁吸引将磁性竹炭固定于锥形瓶的内壁上,以液相色谱微量进样针吸取10μl洗脱剂进行分析;

具体分析方法如下:

把吸取的10μl样品用液相色谱检测,电脑上会出现吸光度和时间的关系图,通过观察出峰的时间和面积来分析bps的吸附情况;

步骤4.3、经步骤4.2后,将脱附后的磁性竹炭以2.0ml洗脱剂(洗脱剂采用甲醇)清洗2次,再以5.0ml去离子水清洗3次,除去可能存在的杂质后重复利用。

对竹炭、活化竹炭、羧基化竹炭以及磁性竹炭分别进行比表面积分析(bet),以此判断磁性竹炭制备过程中比表面积的变化情况;对磁性竹炭进行粉末衍射分析(xrd),经分析可知有磁性引入物质;对磁性竹炭进行磁性分析(m-h曲线),判断mac磁性强度。如图1所示,为磁性竹炭的xrd表征图,其中2θ=30.12°,35.56°,42.82°,54.04°,56.74°,62.34°和73.45°的特征峰,分别对应fe3o4的(220)晶面、(311)晶面、(400)晶面、(422)晶面、(511)晶面、(440)晶面和(533)晶面,该结果显示磁性来自于顺磁性的fe3o4晶体。竹炭、活化竹炭、羧基化竹炭和磁性竹炭的bet分析结果如图2所示,竹炭、活化竹炭、羧基化竹炭和磁性竹炭的比表面积分别为119.5、1054.4、338.6和93.5m2/g。磁性竹炭的m-h表征如图3所示,饱和磁化度为23.3emu/g,具有较强的磁性。

分散基质固相萃取条件优化:

将丙酮、甲醇和乙腈作为洗脱剂,经研究得到:甲醇的洗脱效果最好,因此采用甲醇作为洗脱剂。洗脱剂的体积能够影响bps在洗脱剂中的浓度,进而影响方法的灵敏度。研究了不同甲醇体积(0.5ml,1.0ml,1.5ml,2.0ml和3.0ml)对本发明方法的影响,峰面积随着洗脱剂体积的减少而增大,采用洗脱剂体积为0.5ml。

涡旋时间可以影响吸附完全程度,考虑不同的涡旋时间(1min,4min,8min,10min,15min和20min)的影响,8min后峰面积基本不随时间的延长而增加。研究了不同洗脱时间(0.5min,1min,2min,4min和6min)的影响,当洗脱时间超过2min时,峰面积变化不大。

考察了不同ph(2,4,6,8和10)的影响,结果峰面积随着ph的减少而增加;但是ph为2时,磁性竹炭容易失去磁性,采用ph为4。向样品中加入不同含量的nacl(0,2.5,5.0,7.5和10.0%,m/v),发现nacl含量超过2.5%时,峰面积基本不变。

本发明方法的性能指标:以不断稀释标准溶液的方法探讨本发明方法检出限,为0.05μg/l;线性范围为0.1μg/l~20μg/l,相关性系数为0.9991;对浓度为1μg/l的标准溶液平行测定7次,相对标准偏差为5.6%。

实际环境水样分析:

水样取自某企业污水处理厂外排水,进行分析之前用0.45μm滤膜进行过滤;分析结果发现,该外排水中发现bps,但是其低于0.10μg/l。为了考察水样基质对该方法的影响,分别向该水样中加标1.0μg/lbps,相对回收率分别为88.7和90.6%,结果令人满意。水样及加标水样的液相色谱图如图4所示,图4为吸光度与时间的关系图,曲线a为过滤后的外排水水样进行液相色谱测定后吸光度与时间的关系,从图中可以看出a水样在3~4min时出现一个凸起的小峰,说明水样中含有bps,(bps标准样品进行液相色谱检测,在3~4min出现峰)但是峰值较小且不明显,因此又向水样中加标1μg/lbps即为b,再用液相色谱测其加标水样的吸光度,同样地发现在3~4min出现同样趋势的峰且比较明显,并和a水样出现峰的时间是一致的,表明该水样中含有bps,将该方法用于实际环境水样中的分析,结果令人满意。

将本发明方法与其它方法进行了比较,其结果如表1所示;本发明方法具有与涡旋液相微萃取-液相色谱、在线固相萃取-液相色谱以及分散液相微萃取-液相色谱相当的检出限和线性范围,优于荧光方法。

表1本方法与其它方法比较结果

本发明方法以磁性竹炭为吸附剂的分散基质固相萃取技术,结合高效液相色谱检测,建立了水中bps的分析方法,所建立方法检出限为0.05μg/l,线性范围为0.1~20μg/l。用于实际水样分析,结果令人满意。

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