CN109174043A - 一种聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备方法 - Google Patents

一种聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109174043A
CN109174043A CN201810888612.7A CN201810888612A CN109174043A CN 109174043 A CN109174043 A CN 109174043A CN 201810888612 A CN201810888612 A CN 201810888612A CN 109174043 A CN109174043 A CN 109174043A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyethyleneimine
phenolic aldehyde
gel coating
modified phenolic
extracting fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810888612.7A
Other languages
English (en)
Inventor
冯娟娟
孙敏
王秀琴
田雨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Jinan
Original Assignee
University of Jinan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Jinan filed Critical University of Jinan
Priority to CN201810888612.7A priority Critical patent/CN109174043A/zh
Publication of CN109174043A publication Critical patent/CN109174043A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28047—Gels

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

本发明公开了一种在玄武岩纤维上制备聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的方法，特别涉及在酚醛气凝胶涂层的制备过程利用聚乙烯亚胺进行化学改性，并键合到玄武岩纤维上。这种新方法的特征在于选用玄武岩纤维为载体，先对其表面进行氨基化修饰，然后再原位制备酚醛气凝胶涂层，在涂层制备反应中加入聚乙烯亚胺进行化学改性，在玄武岩纤维表面生成聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层。本发明制备的萃取纤维具有涂层稳定性好、萃取性能优良、适宜装填固相微萃取管等优点，可用于环境、药物及生化等样品中痕量雌激素的富集分析，具有很好的应用潜力。

Description

一种聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及一种在玄武岩纤维上制备聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层的萃取纤维的技术。
背景技术
管内固相微萃取是近年来发展起来的集采样、富集、纯化、解析于一体的新型样品前处理技术，可以与液相色谱实现在线联用，在环境分析、生化检测等领域有很好的应用。相比于常规的空管式管内固相微萃取，纤维填充型管内固相微萃取能够有效提高萃取效率、大大改善分析灵敏度。管内的萃取纤维决定着纤维填充型管内固相微萃取的效率。玄武岩纤维是熔融玄武岩拉制而成，主要成分是二氧化硅，表面富含硅羟基，易于化学修饰，是一种廉价易得、绿色环保的新型纤维材料，可以对其表面进行化学修饰后应用于管内固相微萃取。
气凝胶是一种三维多孔固体材料，具有极高孔隙率、极低密度、高比表面积、超高孔体积率。气凝胶的制备通常经过溶胶凝胶过程和干燥处理，在溶胶凝胶过程中，通过控制溶液的水解和缩聚反应条件，在溶胶体内形成不同结构的纳米团簇，团簇之间相互粘连形成凝胶体，再经过老化、干燥，溶剂置换得到气凝胶。气凝胶根据化学组成分为无机气凝胶和有机气凝胶，酚醛气凝胶就是利用间苯二酚和甲醛为原料制备的一种有机气凝胶。气凝胶是一种优异的吸附剂，对多种物质均表现出良好的吸附性，是一种潜在的固相微萃取涂层材料。
聚乙烯亚胺是一种水溶性高分子聚合物，是已知的电荷密度最大的阳离子有机高分子，分子结构中含有的伯胺、仲胺、叔胺等基团，具有很高的化学反应活性，如胺基能与羧基反应生成氢键或离子键。这些优良特性决定了它具有广泛的应用领域，可以应用在污水处理、胶粘剂、涂料、纤维处理等领域。可以利用它对气凝胶进行化学改性，获得兼具二者优良性能的改性气凝胶材料，将其应用于制备高性能的萃取纤维涂层。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在玄武岩纤维上制备聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层的萃取纤维的技术。本发明基于在玄武岩纤维表面生成酚醛气凝胶过程中，利用聚乙烯亚胺参与气凝胶制备反应获得改性气凝胶涂层，其特征在于该方法具有以下工艺步骤：
（1）氨基化玄武岩纤维的制备
将玄武岩纤维清洗、干燥后，置于质量百分含量为10-30%的氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液中，温度升至80-120℃之间，恒温、搅拌、回流反应12-24小时，制得氨基化玄武岩纤维；
（2）聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备
在反应器中，依次加入间苯二酚水溶液、甲醛水溶液、聚乙烯亚胺水溶液，混合均匀后得到混合溶液，混合溶液中间苯二酚、甲醛、聚乙烯亚胺的质量比为1：0.5-1：0.5-1，将氨基化玄武岩纤维浸没在混合溶液中，再加入碳酸钠并控制它的质量百分含量为1-4%，控制温度在20-40℃之间，静置4-8小时形成溶胶，升高温度至70-100℃之间进行老化，老化时间为48-72小时，用水洗涤后再用乙醇进行溶剂置换，最后冷冻干燥，制得聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维。
本发明在步骤（2）中所述在混合溶液中间苯二酚的质量百分含量为10-20%。
本发明在步骤（2）中所述氨基化玄武岩纤维与混合溶液的固液比为1 g：80-100mL。
本发明在步骤（2）中所述溶剂置换3-6次，每次2-4小时。
本发明的另一目的是提供聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维，装填到聚醚醚酮（PEEK）管中制得固相微萃取管，与液相色谱在线联用，应用于环境水样中雌激素污染物的分析检测。
本发明所制备的聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维具有以下优点：
（1）玄武岩纤维作为载体可以有效地改善气凝胶涂层与载体的化学键合，提高了萃取涂层的稳定性。
（2）聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维填充型萃取管与色谱联用，发展了在线分析方法，降低了系统误差，适应分析化学的发展趋势。
（3）聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维填充型萃取管与色谱联用，大大提高了分析速度，缩短样品分析时间至20 min，并且提高了现有色谱仪器灵敏度3个数量级。
附图说明
图1是玄武岩纤维的氨基化反应示意图。
图2是玄武岩纤维表面键合聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层的制备示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，通过实例进行说明：
实施例1：
（1）氨基化玄武岩纤维的制备
将玄武岩纤维清洗、干燥后，置于质量百分含量为10%的氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液中，温度升至110℃，恒温、搅拌、回流反应24小时，制得氨基化玄武岩纤维；
（2）聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备
在反应器中，依次加入间苯二酚水溶液、甲醛水溶液、聚乙烯亚胺水溶液，混合均匀后得到混合溶液，混合溶液中间苯二酚、甲醛、聚乙烯亚胺的质量比为1：1：1，在混合溶液中间苯二酚的质量百分含量为10%，将氨基化玄武岩纤维浸没在混合溶液中，氨基化玄武岩纤维与混合溶液的固液比为1 g：80 mL，再加入碳酸钠并控制它的质量百分含量为1%，控制温度在40℃，静置4小时形成溶胶，升高温度至100℃之间进行老化，老化时间为48小时，用水洗涤后再用乙醇进行溶剂置换5次，每次2小时，最后冷冻干燥，制得聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维。
实施例2：
（1）氨基化玄武岩纤维的制备
将玄武岩纤维清洗、干燥后，置于质量百分含量为20%的氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液中，温度升至100℃，恒温、搅拌、回流反应18小时，制得氨基化玄武岩纤维；
（2）聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备
在反应器中，依次加入间苯二酚水溶液、甲醛水溶液、聚乙烯亚胺水溶液，混合均匀后得到混合溶液，混合溶液中间苯二酚、甲醛、聚乙烯亚胺的质量比为1：0.5：0.5，在混合溶液中间苯二酚的质量百分含量为20%，将氨基化玄武岩纤维浸没在混合溶液中，氨基化玄武岩纤维与混合溶液的固液比为1 g：90 mL，再加入碳酸钠并控制它的质量百分含量为4%，控制温度在20℃，静置8小时形成溶胶，升高温度至70℃之间进行老化，老化时间为72小时，用水洗涤后再用乙醇进行溶剂置换3次，每次4小时，最后冷冻干燥，制得聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维。
实施例3：
（1）氨基化玄武岩纤维的制备
将玄武岩纤维清洗、干燥后，置于质量百分含量为30%的氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液中，温度升至80℃，恒温、搅拌、回流反应24小时，制得氨基化玄武岩纤维；
（2）聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备
在反应器中，依次加入间苯二酚水溶液、甲醛水溶液、聚乙烯亚胺水溶液，混合均匀后得到混合溶液，混合溶液中间苯二酚、甲醛、聚乙烯亚胺的质量比为1：0.75：0.75，在混合溶液中间苯二酚的质量百分含量为15%，将氨基化玄武岩纤维浸没在混合溶液中，氨基化玄武岩纤维与混合溶液的固液比为1 g：100 mL，再加入碳酸钠并控制它的质量百分含量为2.5%，控制温度在30℃，静置6小时形成溶胶，升高温度至90℃之间进行老化，老化时间为60小时，用水洗涤后再用乙醇进行溶剂置换4次，每次3小时，最后冷冻干燥，制得聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维。
实施例4：
将一束长度为40 cm和重量为150 mg的聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维装填进一根40 cm长和内径为0.75 mm的PEEK管中，获得固相微萃取管。将聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维填充型萃取管代替定量环，连接到液相色谱六通进样阀上，并外接样品溶液输送泵，以2 mL/min的样品流速进行萃取15 min，然后转阀洗脱1 min，实现了环境水样中4种雌激素包括雌酮、己烯雌酚、己烷雌酚和17α-炔雌醇的在线萃取和在线分析，在20 min内可以完成一个样品的分析检测，线性范围达到0.05-20 μg/L，检测限低至0.01 μg/L，富集倍数高达1000多倍，将现有仪器直接进样的灵敏度提高了3个数量级。

Claims (5)

1.一种聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：
（1）氨基化玄武岩纤维的制备
将玄武岩纤维清洗、干燥后，置于质量百分含量为10-30%的氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液中，温度升至80-120℃之间，恒温、搅拌、回流反应12-24小时，制得氨基化玄武岩纤维；
（2）聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备
在反应器中，依次加入间苯二酚水溶液、甲醛水溶液、聚乙烯亚胺水溶液，混合均匀后得到混合溶液，混合溶液中间苯二酚、甲醛、聚乙烯亚胺的质量比为1：0.5-1：0.5-1，将氨基化玄武岩纤维浸没在混合溶液中，再加入碳酸钠并控制它的质量百分含量为1-4%，控制温度在20-40℃之间，静置4-8小时形成溶胶，升高温度至70-100℃之间进行老化，老化时间为48-72小时，用水洗涤后再用乙醇进行溶剂置换，最后冷冻干燥，制得聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维。
2.根据权利要求1中所述的一种聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述在混合溶液中间苯二酚的质量百分含量为10-20%。
3.根据权利要求1中所述的一种聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述氨基化玄武岩纤维与混合溶液的固液比为1 g：80-100 mL。
4.根据权利要求1中所述的一种聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述溶剂置换3-6次，每次2-4小时。
5.根据权利要求1中所述的一种聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备方法所制备的聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维。
CN201810888612.7A 2018-08-07 2018-08-07 一种聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备方法 Pending CN109174043A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810888612.7A CN109174043A (zh) 2018-08-07 2018-08-07 一种聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810888612.7A CN109174043A (zh) 2018-08-07 2018-08-07 一种聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109174043A true CN109174043A (zh) 2019-01-11

Family

ID=64920760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810888612.7A Pending CN109174043A (zh) 2018-08-07 2018-08-07 一种聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109174043A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116651420A (zh) * 2023-07-31 2023-08-29 生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所) 一种环聚果糖交联聚合物涂层纤维的制备方法与应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103469362A (zh) * 2013-09-10 2013-12-25 中山大学 一种多孔聚乙烯亚胺和壳聚糖共混纤维及其制备方法和应用
CN104177644A (zh) * 2014-08-12 2014-12-03 南京航空航天大学 一种制备聚酰亚胺改性酚醛气凝胶的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103469362A (zh) * 2013-09-10 2013-12-25 中山大学 一种多孔聚乙烯亚胺和壳聚糖共混纤维及其制备方法和应用
CN104177644A (zh) * 2014-08-12 2014-12-03 南京航空航天大学 一种制备聚酰亚胺改性酚醛气凝胶的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张莉 等: "玄武岩纤维/酚醛树脂复合材料界面结合机理", 《宇航材料工艺》 *
步亚南: "有机改性气凝胶涂层用于管内固相微萃取的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116651420A (zh) * 2023-07-31 2023-08-29 生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所) 一种环聚果糖交联聚合物涂层纤维的制备方法与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Turiel et al. Molecularly imprinted polymers-based microextraction techniques
Nema et al. Applications of monolithic materials for sample preparation
Gama et al. Monoliths: Synthetic routes, functionalization and innovative analytical applications
CN109173981A (zh) 一种聚乙烯亚胺功能化二氧化硅气凝胶涂层固相微萃取纤维的制备方法
Namera et al. Advances in monolithic materials for sample preparation in drug and pharmaceutical analysis
Gbatu et al. Development of new SPME fibers by sol–gel technology for SPME-HPLC determination of organometals
Bagheri et al. Towards greater mechanical, thermal and chemical stability in solid-phase microextraction
Hayes et al. Sol− Gel Open Tubular ODS Columns with Reversed Electroosmotic Flow for Capillary Electrochromatography
Zheng et al. Hybrid organic–inorganic octyl monolithic column for in-tube solid-phase microextraction coupled to capillary high-performance liquid chromatography
Hu et al. Preparation and evaluation of a porous monolithic capillary column for microextraction of estrogens from urine and milk samples online coupled to high-performance liquid chromatography
CN103083942A (zh) 一种基于SiO2键合石墨烯的固相微萃取吸附涂层的制备方法
WO2002086488A1 (fr) Procede et instrument d'extraction d'un composant a l'etat de trace en phase solide
CN104043397A (zh) Mil-53针管式固相微萃取探头及制备方法
US8603833B2 (en) Germania-silica-based sol-gel monolith and uses thereof
CN110115992B (zh) 一种用于霉菌毒素特异识别的核酸适配体功能化聚合柱及其制备方法
CN101543765A (zh) 一种酚类纳米硅胶表面分子印迹材料的制备方法
Lian et al. Novel metal‐ion‐mediated, complex‐imprinted solid‐phase microextraction fiber for the selective recognition of thiabendazole in citrus and soil samples
CN108273481A (zh) 聚亚苯基-共轭微孔聚合物固相微萃取涂层的制备及其应用
CN109174020B (zh) 一种聚多巴胺改性纤维素气凝胶涂层固相微萃取纤维的制备方法
CN109174043A (zh) 一种聚乙烯亚胺改性酚醛气凝胶涂层萃取纤维的制备方法
CN103736468A (zh) 一种双模板分子印迹吸附萃取搅拌棒的制备方法
Wei et al. Preparation and characterization of grafted imprinted monolith for capillary electrochromatography
US20220266218A1 (en) Stationary phase for solid-phase microextraction device
de Paula Lima et al. Monolithic stationary phases preparation for use in chromatographic and electromigration techniques: The state-of-the-art
CN109173982B (zh) 一种有机胺杂化二氧化硅气凝胶涂层固相微萃取纤维的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190111

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication