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随着现代环境科学、生命科学等学科的发展,人们发现元素的毒性与其存在形态密切相关,仅测量体系中元素的总量已不能满足研究该元素在体系中的生理、毒理作用的需要,因此提出了元素形态分析的概念。元素形态分析一般需要采用分离富集技术进行样品预处理,然后用高灵敏度的检测仪器进行测定。固相萃取作为一种常用的分离富集技术,具有较高的富集倍数、选择性好、有机溶剂消耗量少、能处理小体积样品、可重复使用吸附材料、操作简单、易于实现自动化等优点,在样品前处理中得到了广泛的应用。固相萃取中吸附材料的选择非常重要,直接关系到方法的灵敏度和选择性。因此,寻找新的吸附材料一直是分析科学研究领域中的一个热点问题。纳米碳纤维作为一种新型的纳米碳材料,具有较高的比表面积、表面能和表面结合能等,对许多金属离子具有较强的吸附能力,是一种颇具潜力的分离富集材料。电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)作为一种痕量、超痕量元素分析技术,具有检出限低、精密度高、分析速度快、线性范围宽和多元素同时测定等优点,在环境、食品、临床、生物、材料等领域里获得了广泛的应用。本论文的研究目的是,用纳米碳纤维作为固相吸附材料,以电感耦合等离子体质谱为检查手段,系统地研究了纳米碳纤维对铬、锰、砷三种元素不同价态的吸附性能、主要影响因素及其相关规律性,并将所建立的方法用于生物和环境样品中相关元素的形态分析。主要研究内容概括如下:(1)以纳米碳纤维为吸附剂,将微柱分离富集与ICP-MS联用,对Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的吸附行为进行了研究,考察了影响吸附的主要因素,建立了Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)分析的新方法。(2)将微柱分离富集与ICP-MS联用,探讨了纳米碳纤维对Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)的吸附行为,考察了pH值、洗脱剂、共存离子等因素对吸附的影响,并用所建立的方法测定了实际样品中的Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)。(3)用纳米碳纤维作为吸附剂,以ICP-MS作为检测手段,研究了纳米碳纤维在APDC存在下对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附行为,考察了影响吸附的主要因素,并将所建立的方法应用于实际样品中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的分析。