石墨炉原子吸收光谱(GFAAS)具有灵敏度高、成本较低、样品消耗量小、测试简单等优点,常用于环境、食品、生物等相关领域中痕量元素/元素形态的检测。但将其直接用于实际样品分析时,常面临样品基体影响仪器准确测定、目标元素浓度低于仪器检出限、无法区分同一元素的不同形态等问题。因此,GFAAS检测之前常需要采用合适的样品前处理技术,以实现样品基质的分离去除和目标分析物的选择性富集。磁固相萃取(MSPE)是一种基于磁性固相萃取材料的新型样品前处理技术,与传统的固相萃取技术相比,MSPE具有操作简单、相分离便捷、萃取动力学快、富集倍数高等优点。在MSPE中,磁性萃取材料是决定MSPE萃取性能的关键因素。采用合适的方法或策略,将一些具有良好应用潜力的新型功能材料如多孔有机聚合物(POPs)、印迹材料、介孔材料等引入MSPE,制备新型磁性功能材料,可实现快速磁分离性能与高孔隙度、高选择性、尺寸排阻能力等优势的良好结合,有利于改善MSPE的萃取动力学和选择性。本论文的研究目的是:探索制备吸附位点丰富、选择性好、萃取动力学快的新型磁性功能材料,包括富含不同吸附官能团的磁性POPs材料和基于不同基底材料/印迹策略制备的磁性印迹材料等;基于所制备的新材料,建立MSPE与GFAAS联用的新方法,实现痕量元素及元素形态的快速、灵敏、高选择性分析。本论文的主要研究内容包括:(1)采用简单、温和的偶氮反应,在水相溶液中制备了一种磁性POPs材料(TAPB-PAR-MPOPs),该材料具有比表面积大、孔隙度高、官能团丰富以及易于磁分离等优点,对Pb(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)具有较高的吸附容量和较快的吸附动力学。将该材料作为MSPE吸附剂,并结合灵敏的GFAAS检测技术,建立了一种MSPE与GFAAS联用分析环境水样中的痕量Pb(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)的新方法。对影响MSPE的因素进行了优化,在最优的实验条件下,方法富集倍数可达150倍,对Pb(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)的检出限分别为0.009和0.017 μg L-1,相对标准偏差(RSD)分别为8.3和 8.0%(n=7,Cpb(Ⅱ)=0.05 μgL-1,CHg(Ⅱ)=0.25 μg L-1)。该方法具有快速、灵敏、环境友好、易于批量操作等优势,成功用于大体积环境水样中痕量Pb(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)的分析。(2)通过简单的乳液聚合反应,在水相溶液中制备了一种富含咪唑基团的磁性超交联聚合物材料(PVIM-MNPs)。在配体交换试剂巯基丁二酸存在的情况下,PVIM-MNPs可在较宽pH范围(4-8)内同时吸附银离子(Ag+)和纳米银(AgNPs),后续采用Na2S203和HN03溶液依次洗脱可实现对Ag+和AgNPs的顺序解吸。基于此,建立了一种配体辅助-MSPE与GFAAS联用分析环境水样中Ag+和AgNPs的方法。在最优的条件下,方法对Ag+和AgNPs的检出限分别为7.3和8.2 ngL-1,RSD分别为6.4%和7.0%(CAg=50ngL-1,n=7)。该方法简单、快速、灵敏、易于批量操作,并能够实现Ag+与较宽粒径范围(5-120 nm)和多种涂层稳定的AgNPs的分离富集,成功用于自来水、东湖水、长江水和泉水中AgNPs和Ag+的形态分析,有助于准确评价AgNPs和Ag+的环境毒理效应。(3)采用表面印迹技术,制备了聚乙烯基咪唑功能化的表面金离子印迹-磁性纳米粒子(MNPs@PVIM-Au-IIP)。该材料对Au(Ⅲ)具有良好的吸附选择性、较快的吸附动力学(5 min)和较高的吸附容量(185 mg g-1)。将其作为MSPE吸附剂,建立了离子印迹(Ⅱ)-MSPE与GFAAS联用分析复杂基质样品中痕量Au(Ⅲ)的新方法。在最优条件下,该方法对Au(Ⅲ)的富集倍数可达100倍,检出限和RSD分别为 7.9 ng L-1 和 7.4%(CAu(Ⅲ)=50 ng L-1,n=7)。这种 Ⅱ-MSPE-GFAAS 方法实现了高效、高选择性的样品前处理技术与具有元素选择性的单元素检测技术的有效结合,具有快速、灵敏、高选择性等优势,且对常见的共存离子具有良好的耐干扰能力,成功用于矿石粉末、环境水样、水系沉积物以及人尿等复杂基质样品中痕量Au(Ⅲ)的分析。(4)以磁性介孔硅胶为基底材料,通过表面印迹技术并结合简单的溶胶凝胶反应,制备了一种镉离子印迹-磁性介孔硅胶材料(Cd(Ⅱ)-Ⅱ-MMS)。该材料集合了磁性材料、介孔材料和离子印迹材料的优势,具有较强的磁性、均一的孔隙、较大的比表面积和丰富的选择性吸附位点。基于此,建立了离子印迹(Ⅱ)-MSPE与GFAAS联用分析复杂基质样品中痕量Cd(Ⅱ)的新方法。该方法具有操作简单、选择性好、灵敏度高等优势,成功用于东湖水、长江水、人尿以及大米等复杂基质样品中痕量Cd(Ⅱ)的分析。由于材料上介孔通道的限制性尺寸排阻能力和印迹位点对Cd(Ⅱ)的特异性识别能力,该方法具有较强的抗干扰能力,对环境水样和稀释人尿样品无需过滤即可直接萃取分析,说明该方法在复杂基质样品中痕量Cd(Ⅱ)的分析领域具有良好的应用潜力。(5)采用表面印迹技术和双印迹策略,以4 nm氧化锌纳米粒子(ZnO-NPs)为牺牲模板,将其与Pb(Ⅱ)一同在磁性纳米粒子表面进行印迹聚合反应,制备了一种聚(4-乙烯基吡啶)功能化的磁性双模板印迹材料MNPs@DIP。由于ZnO-NPs被清除后可以在印迹涂层中留下丰富的传质孔隙和吸附位点,制得的MNPs@DIP对Pb(Ⅱ)不仅具有较好的吸附选择性,还具有快速的吸附动力学(7 min)和较高的吸附容量(150mg g-1。将MNPs@DIP作为]MSPE吸附剂,建立了一种双模板印迹(DI)-MSPE与GFAAS联用分析环境和生物样品中痕量Pb(Ⅱ)的的新方法。在最优的实验条件下,该方法对Pb(Ⅱ)的检出限和RSD分别为9.4 ng L-1和6.9%(CPb(Ⅱ)=50 ng L-1,n=7),成功用于东湖水、长江水、人尿以及人发样品中痕量Pb(Ⅱ)的快速、灵敏、高选择性分析。(6)通过简单的溶胶凝胶法,结合假模板和表面印迹技术,以顺式-二氯二氨合钯作为顺铂的假模板,制备了一种磁性分子印迹材料。该材料制备简单、无目标分子泄漏,对顺铂水合物具有良好的吸附选择性;采用AgN03处理的方式使样品中的顺铂原形转化为顺铂水合物,即可实现自制材料对样品中游离顺铂(顺铂原形及其水合物)的萃取。基于此,建立了一种分子印迹(MI)-MSPE与GFAAS联用分析环境和生物中游离顺铂的方法。该方法具有较高的灵敏度和较好的选择性,无需使用色谱分离手段或衍生方法即可实现游离顺铂的选择性萃取分离,成功用于东湖水、医院废水和癌症病人尿液等样品中游离顺铂的分析,为顺铂的选择性分析提供了一种新思路。