CN103556450A - 一种阳离子交换用亲水型纳米纤维固相萃取材料制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阳离子交换用亲水型纳米纤维固相萃取材料制备方法，其通过以下步骤制得，1)纳米纤维的制备：将聚乙烯吡咯烷酮及带苯环聚合物的混合液制成纳米纤维；2)纳米纤维的磺化：将1)中制得的纳米纤维浸入浓硫酸中，超声震荡或搅拌10-60min，制备磺化纳米纤维，用蒸馏水对制得磺化纳米纤维进行冲洗及干燥处理。通过本发明所提供的阳离子交换用亲水型纳米纤维固相萃取材料制备方法制成的纳米纤维能有效增强与目标分子的作用，提高萃取能力，且适用于某些极性较强的阳离子型化合物的萃取。

Description

一种阳离子交换用亲水型纳米纤维固相萃取材料制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于分析化学领域的纳米材料，特别涉及了一种具有阳离子交换特性的亲水型纳米纤维固相萃取材料。

背景技术

固相萃取是一种样品前处理技术，其应用于很多领域，与传统的萃取技术相比具有很多优势，如：高样品回收率、良好的重现性、萃取简单快捷、样品净化效果好等，此外，凭借作为吸附剂的纳米纤维自身所具有的表面效应和小尺寸效应等，纳米纤维固相萃取柱具备比一般的固相萃取柱吸附容量高且吸附选择性好等特点，在样品前处理过程中随有机溶剂的用量进一步减少，微量的洗脱剂使目标物被洗脱下来后，不需要进行挥干、复溶等步骤，提高了样品分析的效率。纳米纤维固相萃取柱将在样品前处理领域有很大的应用前景。

固相萃取吸附剂是萃取的核心，决定了固相萃取的性能，其通常呈现固态，受待测样品种类影响固相萃取吸附剂种类也在增加，研究具有不同吸附功能的纳米纤维固相萃取吸附剂将很有必要性。

基于以上所述，研发一种具有强阳离子交换特性的亲水型纳米纤维固相萃取吸附材料可进一步拓展纳米纤维固相萃取的应用范围，其开发将很有必要性。

发明内容

针对以上所述，本发明提供了一种用于萃取阳离子型极性化合物的亲水型纳米纤维固相萃取材料。

本发明提供的纳米纤维固相萃取材料由亲水型主体材料及具有阳离子交换特性的磺酸基团组成。

一种阳离子交换用亲水型纳米纤维固相萃取材料制备方法，通过以下步骤制得，1)纳米纤维的制备：将聚乙烯吡咯烷酮及带苯环聚合物的混合液制成纳米纤维；2)纳米纤维的磺化：将1)中制得的纳米纤维浸入浓硫酸中，超声震荡或搅拌10-60min，制备磺化纳米纤维，用蒸馏水对制得磺化纳米纤维进行冲洗及干燥处理。

优选地，所述的阳离子交换用亲水型纳米纤维固相萃取材料制备方法，其中，步骤1)中带苯环聚合物质量分数为8％～20％

优选地，所述的阳离子交换用亲水型纳米纤维固相萃取材料制备方法，其中，步骤1)中所述纳米纤维是采用静电纺丝设备制得，所述静电纺丝设备电压为：9～60kV，极距10～30cm，送料速度0.5～5mL/h。

优选地，所述的阳离子交换用亲水型纳米纤维固相萃取材料制备方法，其中，步骤1)制得的纳米纤维中带苯环聚合物比例为60％-80％；。

优选地，所述的阳离子交换用亲水型纳米纤维固相萃取材料制备方法，其中，步骤1)中所述带苯环聚合物包括聚苯乙烯或聚醚醚酮。

通过本发明所提供的阳离子交换用亲水型纳米纤维固相萃取材料制备方法制成的纳米纤维表面带有磺酸基团使所述纳米纤维具有阳离子交换作用，同时所述纳米纤维骨架中的带苯环聚合物使磺酸基团及聚乙烯吡咯烷酮在水溶液及部分有机溶剂中保持良好稳定性，聚乙烯吡咯烷酮除具备亲水性，还能提供氢键作用，聚乙烯吡咯烷酮中的叔胺带弱正电荷，能有效增强所述纳米材料与目标分子的作用，提高萃取能力，且适用于某些极性较强的阳离子型化合物的萃取。通过本发明提供的阳离子交换用亲水型纳米纤维固相萃取材料制备方法制成的纳米纤维材料可填装成柱型、锥形或盘状等；可用于固相萃取或其他与吸附、分离、提取有关的工作。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1：

1)将聚苯乙烯和聚乙烯吡咯烷酮溶解于四氢呋喃和N，N-二甲基甲酰胺混合溶剂中，其中聚苯乙烯的质量分数为15％，聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为7％；

2)将1)中聚苯乙烯和聚乙烯吡咯烷酮溶液置于静电纺丝设备中，静电纺丝条件：纺丝电压15kV，极距18cm，送料速度1.5mL/h，以铝箔纸作为接收板接收纳米纤维；

3)将2)制得的纳米纤维从铝箔纸中剥离下来，置于60℃烘箱中干燥，取适量的纳米纤维置于浓硫酸中，常温下超声10min后，去除硫酸，用大量蒸馏水将纤维冲洗至中性；

4)将上述纳米纤维置于60℃烘箱中干燥，取8mg纳米纤维填装至纳米纤维固相萃取柱中。

实施例2：

1)将聚醚醚酮和聚乙烯吡咯烷酮溶解于N，N-二甲基甲酰胺溶剂中，使聚醚醚酮的质量分数为10％，聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为6％；

2)将1)中聚苯乙烯和聚乙烯吡咯烷酮溶液置于静电纺丝设备中，静电纺丝条件：纺丝电压18kV，极距15cm，送料速度1.0mL/h，以铝箔纸作为接收板接收纳米纤维；

3)将2)制得的纳米纤维从铝箔纸中剥离下来，置于60℃烘箱中干燥，取适量的纳米纤维浸入浓硫酸中，常温下超声10min后，去除硫酸，用大量蒸馏水将纤维冲洗至中性；

4)将上述纳米纤维置于60℃烘箱中干燥，取8mg纳米纤维填装至纳米纤维固相萃取柱中。

实施例3：

水中5种喹诺酮类药残留的检测

1)将8mg亲水型强阳离子交换纳米纤维固相萃取材料填装于纳米纤维固相萃取柱内，分别用200μL的甲醇和水活化，备用；

2)取2mL喹诺酮水溶液样品，用缓冲液将其pH调至4.0，离心除去固体成分；

3)将喹诺酮水溶液样品上清加入到纳米纤维固相萃取柱中，使其通过已活化的纳米纤维，此时喹诺酮类药被吸附在纳米纤维上；

4)用100μL10％甲醇水溶液淋洗，除去杂质；

5)用100μL2％的氨水甲醇溶液将喹诺酮类药洗脱下来；

6)取适量的洗脱液上机检测。

该方法5种喹诺酮类药的回收率在90％～105％之间。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (5)

1.一种阳离子交换用亲水型纳米纤维固相萃取材料制备方法，其特征在于，通过以下步骤制得， 

1)纳米纤维的制备：将聚乙烯吡咯烷酮及带苯环聚合物的混合液制成纳米纤维； 

2)纳米纤维的磺化：将1)中制得的纳米纤维浸入浓硫酸中，超声震荡或搅拌10-60min，制备磺化纳米纤维，用蒸馏水对制得磺化纳米纤维进行冲洗及干燥处理。 

2.如权利要求1所述的阳离子交换用亲水型纳米纤维固相萃取材料制备方法，其特征在于，步骤1)中带苯环聚合物质量分数为8％～20％。 

3.如权利要求1所述的阳离子交换用亲水型纳米纤维固相萃取材料制备方法，其特征在于，步骤1)中所述纳米纤维是采用静电纺丝设备制得，所述静电纺丝设备电压为：9～60kV，极距10～30cm，送料速度0.5～5mL/h。 

4.如权利要求1所述的阳离子交换用亲水型纳米纤维固相萃取材料制备方法，其特征在于，步骤1)制得的纳米纤维中带苯环聚合物比例为60％-80％。 

5.如权利要求1所述的阳离子交换用亲水型纳米纤维固相萃取材料制备方法，其特征在于，步骤1)中所述带苯环聚合物包括聚苯乙烯或聚醚醚酮。