CN108043373B - 多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法。本发明选用改性不锈钢丝为载体，将聚丙烯腈溶解在三元混合溶剂中，采用水蒸气辅助法在不锈钢丝表面涂覆聚丙烯腈多孔膜；将聚丙烯腈涂膜的不锈钢丝分别浸泡在醋酸和高锰酸钾溶液中；最后将聚丙烯腈涂膜的不锈钢丝通过预氧化和碳化，使聚丙烯腈多孔膜转变为多孔活性碳膜，即在不锈钢表面原位涂覆多孔活性碳膜，获得多孔活性碳膜涂层固相微萃取头。固相微萃取头具有机械强度高、吸附性能优异、重现性好、使用寿命长等特点，可用于食品、环境、药物及生化等实际样品中的痕量组分富集分析。

Description

多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法
技术领域
本发明涉及一种多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法，属于固相微萃取头技术领域。
背景技术
空气中挥发性有机化合物(VOCs)是空气中普遍存在的一类组成复杂、形式多样有机污染物。VOCs超标容易引起人们头晕、恶心、心闷，严重的会引起各种疾病，对人体的健康构成潜在危害,室内空气污染问题已引起人们广泛重视。目前，空气中VOCs含量通常采用GB/T18883-2002方法进行检测。该方法耗时多，需要有冷阱装置，操作复杂。
固相微萃取(solid-phase microextraction,SPME)是20世纪80年代末发展起来的一种高效快速的新型分离技术。该方法利用被萃取组分在两相间的分配平衡，将萃取、浓缩和解吸集为一体。与传统样品前处理方法相比，具有操作简单、分析时间短、样品需要量少和重现性较好等特点，被广泛应用于食品、环境、药物及生化等实际样品中进行痕量组分的富集分析。固相微萃取技术的核心是固相微萃取头的制备。如何制备具有吸附容量大、机械强度高、重现性好和使用寿命长的萃取头是固相微萃取技术发展的关键。活性碳是一类多孔性材料，具有非常高的比表面积和孔容量、稳定的性质和特殊的表面性能等优势，因此，是一种非常好的制备固相微萃取涂层的材料。然而怎样将活性碳涂覆在石英纤维或不锈钢丝表面是关键。目前主要通过以下两种方法涂覆。1)物理涂敷法：将石英纤维或不锈钢丝与活性碳仅仅通过物理作用粘结，涂层与载体之间结合作用差，萃取头的使用寿命短(王永华，新型活性碳涂层固相微萃取进样器的研制，北京大学学报，2006，42，249)；2)粘涂法：首先将石英纤维或不锈钢丝表面涂覆一层聚酯类胶粘剂，然后在胶粘剂表面涂覆一层活性碳。胶粘剂的使用使萃取头在酸、碱、高温条件下容易发生溶胀使涂层脱落，大大缩小了萃取头的使用寿命和应用范围(Djozan D,et al.,Anodized aluminum wire as a solid-phase microextraction fiber.Analytical Chemistry,2001,73,4054)；综上所述，怎样将高性能的活性碳涂层材料牢固地结合在纤维载体上，制备出富集能力强、稳定性好、使用寿命长的萃取头是非常必要的。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法，其包括如下步骤：
S1：将聚丙烯腈溶解于N,N-二甲基甲酰胺/四氢呋喃/二氯甲烷三元混合溶剂中，得到聚丙烯腈溶液；
S2：将表面改性过的不锈钢丝插入所述聚丙烯腈溶液中，浸泡5min后取出，放入温度为20～40℃、湿度为75～100％R.H.的密闭容器中，静置10min后，在50℃下真空干燥2h，以除去残余溶剂，在不锈钢丝表面覆盖多孔结构聚丙烯腈膜；
S3：将步骤S2中得到的覆盖有聚丙烯腈膜的不锈钢丝在90～98℃的醋酸中浸泡3～5min后，洗净，再在80～90℃的高锰酸钾溶液中浸泡3～5min后，洗净取出，置于气氛炉中，将纯净空气以30～50μL/min的流量通入气氛炉中，同时，将气氛炉以1～3℃/min的升温速率从25℃升温至230～280℃，并在230～280℃下保温0.5～1h进行预氧化处理，然后将氮气以50～100μL/min的流量通入气氛炉中，将气氛炉的温度以0.5～2℃/min的升温速率从230～280℃升至700～800℃，并在700～800℃下保温0.5～1h进行低温碳化处理后；在保持氮气通入的条件下，将气氛炉以1～3℃/min的升温速率从700～800℃升温至1000～1200℃，并在1000～1200℃下保温0.5～1h进行高温碳化处理，得到所述多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头。
作为优选方案，所述聚丙烯腈溶液中，聚丙烯腈的质量分数为0.5～2％。
作为优选方案，所述N,N-二甲基甲酰胺/四氢呋喃/二氯甲烷三元混合溶剂中，N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二氯甲烷的质量比为1:(1～3)：(2～3)。
作为优选方案，所述不锈钢丝的预处理方法为：将不锈钢丝在氢氟酸溶液中腐蚀30min，用蒸馏水洗涤至中性，吹干，得到表面改性不锈钢丝，其中氢氟酸的质量浓度为2％。
作为优选方案，所述高锰酸钾溶液的质量分数为5％。
本发明的实现原理为：
首先利用水蒸气辅助法，使聚丙烯腈溶液中的挥发性溶剂在不锈钢丝表面快速挥发、使铸膜液表面的温度急剧降低，空气中的水蒸气在铸膜液表面快速冷凝，最后水蒸气和溶剂去除后，留下了多孔结构，即在不锈钢丝表面覆盖多孔结构聚丙烯腈膜；然后依次浸泡于醋酸和高锰酸钾溶液中，以降低聚丙烯腈环化反应的激活能，减少预氧化所需时间，同时可以使预氧化反应进行的缓和、均匀，以减少后续碳化过程中多孔膜的坍塌；接下来进行预氧化，使线性聚丙烯腈大分子发生分子内环化和分子间交联，转化为耐热梯形结构，使其在高温碳化下不熔不燃、保持多孔膜结构形态，并在热力学处于稳定状态；低温碳化使预氧化形成的梯状聚合物发生一定程度交联，结构发生一定程度重新排列；有利于高温碳化时保持其形貌，防止多孔膜发生坍塌；最后进行高温碳化，主要是碳网的形成过程，最终形成多孔活性碳膜。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明采用水蒸气辅助法在不锈钢丝表面涂覆多层孔结构聚合物前驱体，后经过前处理浸泡、预氧化、低温碳化和高温碳化得到多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头，工艺简单、对环境无污染，适合于大量工业化制备；
2、多层孔活性碳膜涂层具有比表面积大、孔隙率高等特点；
3、萃取头富集能力强、热稳定性好、解析速度快、使用寿命长；
4、萃取头萃取量大，解析时间短，具有更高的精密度和准确度，能快速测定空气中挥发性有机物含量。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明制备的固相微萃取头不锈钢丝涂层表面的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明中，R.H.代表相对湿度，是relative humidity的缩写。
实施例1
本实施例涉及的一种多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法，具体包括如下步骤：
1、将0.05g聚丙烯腈溶解在9.95g三元混合溶剂中，其中三元溶剂中N,N-二甲基甲酰胺：四氢呋喃：二氯甲烷＝1:1:2，常温下磁力搅拌3h，配制成质量浓度为0.5％的聚丙烯腈溶液。
2、将不锈钢丝在质量分数为2％的氢氟酸溶液中腐蚀30min，用蒸馏水洗涤至中性，吹干，得到表面改性不锈钢丝。将表面改性的不锈钢丝插入上述溶液中，在溶液中浸泡5min，后快速取出放入温度和湿度分别为20℃和75％R.H.的密闭容器中，并保持10min。取出不锈钢丝，将覆盖涂膜的不锈钢丝在50℃真空干燥2h，除去残余溶剂，得到不锈钢丝表面覆盖多孔结构聚丙烯腈涂膜。
3、将涂覆聚丙烯腈多孔膜的不锈钢丝先后浸泡在醋酸和高锰酸钾溶液中，浸泡过程如下：
1)将涂覆聚丙烯腈多孔膜的不锈钢丝浸泡在温度为93℃醋酸中5min。后用蒸馏水冲洗3遍。
2)将上述不锈钢丝浸泡在质量分数为5％、温度为88℃高锰酸钾溶液中5min。后用蒸馏水冲洗3遍。
4、将步骤3中的不锈钢丝置于气氛炉中，先后进行预氧化、低温碳化和高温碳化处理。具体步骤如下：
1)预氧化：通50μL/min纯净空气条件下，气氛炉从25℃升温到230℃，升温速率为2℃/min，保温0.5h。
2)低温碳化：通100μL/min氮气条件下，从230℃升温到700℃，升温速率为1℃/min，保温1h。
3)高温碳化：通100μL/min氮气条件下，从700℃升温到1100℃，升温速率为1℃/min，保温1h。
经上述4个步骤处理后聚丙烯腈多孔膜转变为多层孔活性碳膜，制备得到了多层孔碳膜涂层固相微萃取头，本实施例制备的微萃取头表面涂层扫描电镜如图1所示。表面为蜂窝状孔结构，且孔为多层孔结构，其中孔径为1.89±0.26μm、孔隙率为95.33％、比表面积为2230m2/g。
VOCs气体检测如下：
以高纯氮为本底气，以苯为样本配制不同浓度的标准混合气体。取1μL苯加到100mL N2中，待全部挥发后此标气中苯质量浓度为8.79μg/mL，用自制密封垫密封，采用逐级稀释法配制不同浓度的标气。将多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头穿过密封垫，使萃取头暴露于气体样品中，25℃下吸附平衡25min。然后将固相微萃取头插入气相色谱进样口，于250℃解析20s。该萃取头对苯的检出限为4.432×10-3μg/L。250℃解析温度条件下，萃取头反复使用100次以上,涂层没有脱落且性能无下降，说明其具有较好的热稳定性和耐用性。
实施例2
本实施例涉及的一种多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法，具体包括如下步骤：
1、将0.1g聚丙烯腈溶解在9.9g三元混合溶剂中，其中三元溶剂中N,N-二甲基甲酰胺：四氢呋喃：二氯甲烷＝1:2:2，常温下磁力搅拌3h，配制成质量浓度为1％的聚丙烯腈溶液。
2、将不锈钢丝在质量分数为2％的氢氟酸溶液中腐蚀30min，用蒸馏水洗涤至中性，吹干，得到表面改性不锈钢丝。将表面改性的不锈钢丝插入上述溶液中，在溶液中浸泡5min，后快速取出放入温度和湿度分别为20℃和75％R.H.的密闭容器中，并保持10min。取出不锈钢丝，将覆盖涂膜的不锈钢丝在50℃真空干燥2h，除去残余溶剂，得到不锈钢丝表面覆盖多孔结构聚丙烯腈涂膜。
3、将涂覆聚丙烯腈多孔膜的不锈钢丝先后浸泡在醋酸和高锰酸钾溶液中，浸泡过程如下：
1)将涂覆聚丙烯腈多孔膜的不锈钢丝浸泡在温度为93℃醋酸中5min。后用蒸馏水冲洗3遍。
2)将上述不锈钢丝浸泡在质量分数为5％、温度为88℃高锰酸钾溶液中5min。后用蒸馏水冲洗3遍。
4、将步骤3中的不锈钢丝置于气氛炉中，先后进行预氧化、低温碳化和高温碳化处理。具体步骤如下：
1)预氧化：通50μL/min纯净空气条件下，气氛炉从25℃升温到250℃，升温速率为2℃/min，保温0.5h。
2)低温碳化：通100μL/min氮气条件下，从250℃升温到700℃，升温速率为2℃/min，保温1h。
3)高温碳化：通100μL/min氮气条件下，从700℃升温到1000℃，升温速率为2℃/min，保温1h。
经上述4个步骤处理后聚丙烯腈多孔膜转变为多层孔活性碳膜，制备得到了多层孔碳膜涂层固相微萃取头。其中涂层碳膜的孔径为2.12±0.33μm、孔隙率为95.60％、比表面积为2200m2/g。
VOCs气体检测如下：
以高纯氮为本底气，以苯为样本配制不同浓度的标准混合气体。取1μL苯加到100mL N2中，待全部挥发后此标气中苯质量浓度为8.79μg/m，用自制密封垫密封，采用逐级稀释法配制不同浓度的标气。将多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头穿过密封垫,使萃取头暴露于气体样品中，25℃下吸附平衡25min。然后将固相微萃取头插入气相色谱进样口，于250℃解析20s。该萃取头对苯的检出限为3.899×10-3μg/L。250℃解析温度条件下，萃取头反复使用100次以上，涂层没有脱落且性能无下降，说明其具有较好的热稳定性和耐用性。
实施例3
本实施例涉及的一种多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法，具体包括如下步骤：
1、将0.1g聚丙烯腈溶解在9.9g三元混合溶剂中，其中三元溶剂中N,N-二甲基甲酰胺：四氢呋喃：二氯甲烷＝1:3:3，常温下磁力搅拌3h，配制成质量浓度为1％的聚丙烯腈溶液。
2、将不锈钢丝在质量分数为2％的氢氟酸溶液中腐蚀30min，用蒸馏水洗涤至中性，吹干，得到表面改性不锈钢丝。将表面改性的不锈钢丝插入上述溶液中，在溶液中浸泡5min，后快速取出放入温度和湿度分别为30℃和83％R.H.的密闭容器中，并保持10min。取出不锈钢丝，将覆盖涂膜的不锈钢丝在50℃真空干燥2h，除去残余溶剂，得到不锈钢丝表面覆盖多孔结构聚丙烯腈涂膜。
3、将涂覆聚丙烯腈多孔膜的不锈钢丝先后浸泡在醋酸和高锰酸钾溶液中，浸泡过程如下：
1)将涂覆聚丙烯腈多孔膜的不锈钢丝浸泡在温度为95℃醋酸中3min。后用蒸馏水冲洗3遍。
2)将上述不锈钢丝浸泡在质量分数为5％、温度为90℃高锰酸钾溶液中3min。后用蒸馏水冲洗3遍。
4、将步骤3中的不锈钢丝置于气氛炉中，先后进行预氧化、低温碳化和高温碳化处理。具体步骤如下：
1)预氧化：通50μL/min纯净空气条件下，气氛炉从25℃升温到280℃，升温速率为2℃/min，保温0.5h。
2)低温碳化：通80μL/min氮气条件下，从250℃升温到800℃，升温速率为2℃/min，保温1h。
3)高温碳化：通80μL/min氮气条件下，从800℃升温到1000℃，升温速率为2℃/min，保温0.5h。
经上述4个步骤处理后聚丙烯腈多孔膜转变为多层孔活性碳膜，制备得到了多层孔碳膜涂层固相微萃取头。其中涂层碳膜的孔径为1.98±0.38μm、孔隙率为96.87％、比表面积为1983m2/g。
VOCs气体检测如下：
以高纯氮为本底气，以苯为样本配制不同浓度的标准混合气体。取1μL苯加到100mL N2中，待全部挥发后此标气中苯质量浓度为8.79μg/mL，用自制密封垫密封，采用逐级稀释法配制不同浓度的标气。将多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头穿过密封垫，使萃取头暴露于气体样品中，25℃下吸附平衡25min。然后将固相微萃取头插入气相色谱进样口，于250℃解析20s。该萃取头对苯的检出限为5.221×10-3μg/L。250℃解析温度条件下，萃取头反复使用100次以上,涂层没有脱落且性能无下降，说明其具有较好的热稳定性和耐用性。
实施例4
本实施例涉及的一种多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法，具体包括如下步骤：
1、将0.2g聚丙烯腈溶解在9.8g三元混合溶剂中，其中三元溶剂中N,N-二甲基甲酰胺：四氢呋喃：二氯甲烷＝1:3:2，常温下磁力搅拌3h，配制成质量浓度为2％的聚丙烯腈溶液。
2、将不锈钢丝在质量分数为2％的氢氟酸溶液中腐蚀30min，用蒸馏水洗涤至中性，吹干，得到表面改性不锈钢丝。将表面改性的不锈钢丝插入上述溶液中，在溶液中浸泡5min，后快速取出放入温度和湿度分别为35℃和83％R.H.的密闭容器中，并保持10min。取出不锈钢丝，将覆盖涂膜的不锈钢丝在50℃真空干燥2h，除去残余溶剂，得到不锈钢丝表面覆盖多孔结构聚丙烯腈涂膜。
3、将涂覆聚丙烯腈多孔膜的不锈钢丝先后浸泡在醋酸和高锰酸钾溶液中，浸泡过程如下：
1)将涂覆聚丙烯腈多孔膜的不锈钢丝浸泡在温度为95℃醋酸中3min。后用蒸馏水冲洗3遍。
2)将上述不锈钢丝浸泡在质量分数为5％、温度为90℃高锰酸钾溶液中3min。后用蒸馏水冲洗3遍。
4、将步骤3中的不锈钢丝置于气氛炉中，先后进行预氧化、低温碳化和高温碳化处理。具体步骤如下：
1)预氧化：通50μL/min纯净空气条件下，气氛炉从25℃升温到280℃，升温速率为2℃/min，保温1h。
2)低温碳化：通80μL/min氮气条件下，从280℃升温到800℃，升温速率为2℃/min，保温0.5h。
3)高温碳化：通80μL/min氮气条件下，从800℃升温到1200℃，升温速率为2℃/min，保温0.5h。
经上述4个步骤处理后聚丙烯腈多孔膜转变为多层孔活性碳膜，制备得到了多层孔碳膜涂层固相微萃取头。其中涂层碳膜的孔径为2.33±0.38μm、孔隙率为96.34％、比表面积为2410m2/g。
VOCs气体检测如下：
以高纯氮为本底气，以甲苯为样本配制不同浓度的标准混合气体。取1μL苯加到100mL N2中，待全部挥发后此标气中苯质量浓度为8.67μg/mL，用自制密封垫密封，采用逐级稀释法配制不同浓度的标气。将多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头穿过密封垫，使萃取头暴露于气体样品中，25℃下吸附平衡25min。然后将固相微萃取头插入气相色谱进样口,于250℃解析20s。该萃取头对苯的检出限为8.1221×10-3μg/L。250℃解析温度条件下，萃取头反复使用100次以上，涂层没有脱落且性能无下降，说明其具有较好的热稳定性和耐用性。
实施例5
本实施例涉及的一种多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法，具体包括如下步骤：
1、将0.2g聚丙烯腈溶解在9.8g三元混合溶剂中，其中三元溶剂中N,N-二甲基甲酰胺：四氢呋喃：二氯甲烷＝1:3:3，常温下磁力搅拌3h，配制成质量浓度为2％的聚丙烯腈溶液。
2、将不锈钢丝在质量分数为2％的氢氟酸溶液中腐蚀30min，用蒸馏水洗涤至中性，吹干，得到表面改性不锈钢丝。将表面改性的不锈钢丝插入上述溶液中，在溶液中浸泡5min，后快速取出放入温度和湿度分别为35℃和93％R.H.的密闭容器中，并保持10min。取出不锈钢丝，将覆盖涂膜的不锈钢丝在50℃真空干燥2h，除去残余溶剂，得到不锈钢丝表面覆盖多孔结构聚丙烯腈涂膜。
3、将涂覆聚丙烯腈多孔膜的不锈钢丝先后浸泡在醋酸和高锰酸钾溶液中，浸泡过程如下：
1)将涂覆聚丙烯腈多孔膜的不锈钢丝浸泡在温度为95℃醋酸中3min。后用蒸馏水冲洗3遍。
2)将上述不锈钢丝浸泡在质量分数为5％、温度为90℃高锰酸钾溶液中3min。后用蒸馏水冲洗3遍。
4、将步骤3中的不锈钢丝置于气氛炉中，先后进行预氧化、低温碳化和高温碳化处理。具体步骤如下：
1)预氧化：通30μL/min纯净空气条件下，气氛炉从25℃升温到280℃，升温速率为3℃/min，保温1h。
2)低温碳化：通80μL/min氮气条件下，从280℃升温到800℃，升温速率为3℃/min，保温0.5h。
3)高温碳化：通80μL/min氮气条件下，从800℃升温到1200℃，升温速率为3℃/min，保温0.5h。
经上述4个步骤处理后聚丙烯腈多孔膜转变为多层孔活性碳膜，制备得到了多层孔碳膜涂层固相微萃取头。其中涂层碳膜的孔径为1.48±0.55μm、孔隙率为93.98％、比表面积为2017m2/g。
VOCs气体检测如下：
以高纯氮为本底气，以二甲苯为样本配制不同浓度的标准混合气体。取1μL二甲苯加到100mL N2中，待全部挥发后此标气中二甲苯质量浓度为8.97μg/mL，用自制密封垫密封，采用逐级稀释法配制不同浓度的标气。将多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头穿过密封垫，使萃取头暴露于气体样品中，25℃下吸附平衡25min。然后将固相微萃取头插入气相色谱进样口，于250℃解析20s。该萃取头对苯的检出限为10.2312×10-3μg/L。250℃解析温度条件下，萃取头反复使用100次以上，涂层没有脱落且性能无下降，说明其具有较好的热稳定性和耐用性。
对比例1
本对比例提供了一种多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法，其制备方法与实施例1的不同之处仅在于三元溶剂中N,N-二甲基甲酰胺：四氢呋喃：二氯甲烷＝3:1:2。制备得到的涂层碳膜为无孔结构。孔隙率为83.13％、比表面积为430g/m2。该萃取头对苯的检出限为31.8373×10-3μg/L。
对比例2
本对比例提供了一种多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法，其制备方法与实施例1的不同之处仅在于聚丙烯腈的浓度为4％。制备得到的涂层碳膜为无孔结构。孔隙率为80.35％、比表面积为320g/m2。该萃取头对苯的检出限为35.7329×10-3μg/L。
对比例3
本对比例提供了一种多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法，其制备方法与实施例1的不同之处仅在于密闭容器中环境湿度为43％R.H.，制备得到的涂层碳膜为无孔结构。孔隙率为78.35％、比表面积为409g/m2。该萃取头对苯的检出限为31.2875×10-3μg/L。
对比例4
本对比例提供了一种多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法，其制备方法与实施例1的不同之处仅在于由步骤4中无低温碳化处理，预氧化结束后直接在1100℃高温碳化处理。制备得到的涂层碳膜发生一定程度的坍塌。孔隙率为88.75％、比表面积为1209g/m2。该萃取头对苯的检出限为10.3451×10-3μg/L。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (3)

1.一种多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将聚丙烯腈溶解于N, N-二甲基甲酰胺/四氢呋喃/二氯甲烷三元混合溶剂中，得到聚丙烯腈溶液；
S2：将表面改性过的不锈钢丝插入所述聚丙烯腈溶液中，浸泡5min后取出，放入温度为20~40℃、湿度为75~100%R.H.的密闭容器中，静置10min后，在50℃下真空干燥2h，以除去残余溶剂，在不锈钢丝表面覆盖多孔结构聚丙烯腈膜；
S3：将步骤S2中得到的覆盖有聚丙烯腈膜的不锈钢丝在90~98℃的醋酸中浸泡3~5min后，洗净，再在80~90℃的高锰酸钾溶液中浸泡3~5min后，洗净取出，置于气氛炉中，将纯净空气以30~50μL/min的流量通入气氛炉中，同时，将气氛炉以1~3℃/min的升温速率从25℃升温至230~280℃，并在230~280℃下保温0.5~1h进行预氧化处理，然后将氮气以50~100μL/min的流量通入气氛炉中，将气氛炉的温度以0.5~2℃/min的升温速率从230~280℃升至700~800℃，并在700~800℃下保温0.5~1h进行低温碳化处理后；在保持氮气通入的条件下，将气氛炉以1~3℃/min的升温速率从700~800℃升温至1000~1200℃，并在1000~1200℃下保温0.5~1h进行高温碳化处理，得到所述多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头；
所述聚丙烯腈溶液中，聚丙烯腈的质量分数为0.5~2 %；
所述N,N-二甲基甲酰胺/四氢呋喃/二氯甲烷三元混合溶剂中，N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二氯甲烷的质量比为1:（1~3）：（2~3）。
2.如权利要求1所述的多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法，其特征在于，所述不锈钢丝的预处理方法为：将不锈钢丝在氢氟酸溶液中腐蚀30 min，用蒸馏水洗涤至中性，吹干，得到表面改性不锈钢丝，所述氢氟酸溶液的质量分数为2%。
3.如权利要求1所述的多层孔活性碳膜涂层固相微萃取头的制备方法，其特征在于，所述高锰酸钾溶液的质量分数为5%。
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