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我国工农业快速发展的同时,大量有毒有害物质残留于环境中。由于环境基质的复杂性,且其中污染物浓度很低,用仪器分析检测前需要进行样品前处理工作,即对样品进行净化,对痕量目标分析物进行分离与富集。 传统的样品前处理技术包括液液萃取(LLE)和固相萃取(SPE)。LLE操作复杂,前处理时间长,并且需要消耗大量对人体和环境有害的有机溶剂。SPE与LLE比较,具有操作简单、有机溶剂用量相对减少和回收率较高等优点,但同样存在需要装柱、过柱的繁琐耗时等缺点。为了克服这些缺点,近年来发展起了一种新型SPE-磁性固相萃取(MSPE),MSPE只需要外加磁场就能够将吸附剂从样品溶液分离出来,避免了离心和过滤等繁琐耗时的步骤。磁性固相萃取具有操作简单,成本低等优点。磁性纳米材料具有良好的磁响应性、比表面积大和纳米级粒径等优点,使其可以用于分离富集环境中的酚类污染物。本论文目的是合成新型的磁性纳米材料和发展(MSPE)技术。 本文首次合成了Fe3O4@壳聚糖@聚苯胺(Fe3O4@CHI@PANI)复合纳米材料。Fe3O4@CHI@PANI中的PANI具有大的共轭π-π体系,可以通过π-π相互作用吸附含苯环的污染物。本文将合成的Fe3O4@CHI@PANI为磁性固相萃取吸附剂并与高效液相色谱技术相结合,建立了在实际样品中对酚类内分泌干扰物进行痕量检测的分析方法。此外,Fe3O4@CHI@PANI成功的用于水溶液中双酚A,2,4-二氯酚和三氯生的吸附。本文主要研究内容和结论如下: 1.本文通过共沉淀法和聚合反应合成Fe3O4@CHI@PANI磁性纳米复合材料。傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、振动磁强计、zeta电位测定仪和N2吸附-脱附测定仪对其进行表征。结果表明:PANI成功地合成在磁性壳聚糖表面。该制备方法简单省时,使用对环境友好的无毒原料,且原料易得。同时该磁性纳米复合材料具有粒径大小(约100 nm)均匀、良好的稳定性、亲水性强,很强的磁性(32 emu/g),同时具有较大的比表面积(52.851 m2/g)。此外,实验结果表明当样品溶液pH=3~11.2,Fe3O4@CHI@PANI纳米复合材料zata电位为正值。 2.磁性Fe3O4@CHI@PANI固相萃取-高效液相色谱检测环境水样和果汁中酚类内分泌干扰物的残留量。本实验考察了影响磁性固相萃取效率的因素,结果表明,在最佳条件下,目标分析物在0.4-500 ng/mL范围内表现了很好的线性(R2>0.996),检出限在0.11-0.13μg L-1。在实际水样和果汁加标回收率在85-107.2%之间,相对标准偏差低于7.3%。此外,本文也探讨了吸附剂吸附酚类物质的吸附机理,结果表明当样品溶液在pH8时,Fe3O4@CHI@PANI是通过π-π相互作用和静电作用吸附溶液中的酚类物质。该方法操作简单、成本低、萃取时间短,并能够成功用于测定实际水样和果汁中三种酚类内分泌干扰物的残留量。 3.本文研究Fe3O4@CHI@PANI复合纳米材料对双酚A,2,4-二氯酚和三氯生的吸附性能。实验研究了影响吸附容量的因素。实验结果表明:在298K下,双酚A,2,4-二氯酚和三氯生最大饱和吸附量分别为129.5,93.6,46.6 mg/g。动力学研宄表明Fe3O4@壳聚糖@聚苯胺对双酚A,2,4-二氯酚和三氯生的吸附符合拟一级吸附动力模型。吸附等温线模型符合Langmuir模型。热力学研究表明,该吸附过程是自发且放热的过程。该吸附剂重复利用6次后,其去除率仍达到85.3%以上。与其他吸附剂相比,该吸附剂吸附酚类物质的时间较短,有较大的吸附容量以及吸附剂用量较少。表明Fe3O4@壳聚糖@聚苯胺是一种吸附效果好、成本低、能够循环使用多次的吸附剂,在处理废水中酚类污染物方面表现出潜在地应用价值。