离子液体掺杂聚苯胺固相微萃取涂层的电沉积制备及其在芳香胺检测中的应用.pdf

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1、第39卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第7期2011年7月ChineseJournalofAnalyticalChemistry1043～1047离子液体掺杂聚苯胺固相微萃取涂层的电沉积制备及其在芳香胺检测中的应用王妹丽王娟赵发琼¨曾百肇(武汉大学化学与分子科学学院，武汉430072)(湖北中烟工业有限责任公司技术研究中心，武汉430030)摘要新型萃取材料及相关涂层制备技术是固相微萃取技术发展的重点。本研究在1一羟丙基一3一甲基咪唑一四氟硼酸盐([C，(OH)mim][BF】)和HNO

2、，混合溶液中，通过电化学方法在铂(Pt)丝表面固定新型聚苯胺一离子液体(PANI-IL)涂层。电镜分析表明，离子液体存在时，PANI膜孔结构变均匀、比表面积增大。以芳香胺为模拟物，考察萃取头的顶空固相微萃取(HSSPME)性能。在优化条件下，5种芳香胺的检出限为O．04～O．12ug几(S／N=3)；线性范围为0．15～1000g几。同一萃取头萃取5次的相对标准偏差(RSD)小于4．6％；不同萃取头的RSD则在2．4％～9．5％(一3)之间。与自制聚苯胺(PANI／Pt)及商品化的聚丙烯酸酯(PA)

3、萃取头相比，PANI-IL／Pt萃取头具有更高的萃取率。此外，PANI—IL涂层对苯类化合物亦有较高的萃取能力。萃取头使用120余次后，萃取性能无明显变化，表明萃取头的稳定性好、使用寿命长。关键词电聚合；固相微萃取；芳香胺；聚苯胺；离子液体1引言聚苯胺(PANI)是一种典型的导电聚合物，它具有多样化的结构、优异的物理性能和良好的稳定性，且合成方法简单。通过电化学方法制备的导电聚苯胺，其形貌、结构与溶液中的阴离子及沉积电位等有较大关系。如Mehdinia等通过控制电位制备了纳米结构和微米结构的聚苯胺涂

4、层，并将其用于多氯联苯(PCBs)的萃取分析。结果表明，纳米结构的聚苯胺更有利于PCBs的萃取。赵发琼等嘲考察了不同质子酸对电聚合苯胺形貌的影响，发现在HNO，中得到的聚苯胺膜比较好。Li等在3一乙基咪唑三氟乙酸离子液体中聚合得到聚苯胺具有平整均一的纳米结构。但目前尚未见到有关在离子液体水溶液中电沉积苯胺制备萃取涂层的报道。·芳香胺类化合物是染料、油漆、医药、造纸等行业中常用的化工原料，属“三致”物质，对人体及微生物危害很大[8]。因此，对环境及一些产品中芳香胺类化合物进行检测非常必要。在测试前，一

5、般需对试样进行预处理，以分离富集试样中痕量的芳香胺。常用的预处理方法包括液一液萃取(LLE)[9]、固相萃取(SPE)“】、液相微萃取(LPME)[12,131和固相微萃取(SPME)[14。等。其中，SPME不需有机溶剂，较环保，但目前用于萃取芳香胺的SPME萃取头种类很少，且存在一些不足[1。本研究通过电化学方法制备了一种新型PANI-IL固相微萃取头，对芳香胺类化合物进行了萃取分析，与商用PA和自制PANI萃取头比较发现，本萃取头的萃取率高、重现性好。2实验部分2．1仪器与试剂SP一6890型

6、气相色谱仪(山东鲁南瑞虹仪器有限公司)，配有氢火焰离子化检测器(FID)；N2000色谱工作站(浙江智达信息工程有限公司)；SE一54毛细管柱(30m×0．25mm×0．25gm，兰州中科安泰分析科技有限责任公司)。实验室自制固相微萃取手柄；CHI660A电化学工作站(上海辰华公司)；Quanta-2O0扫描电子显微镜(SEM，，荷兰FEI公司)；Nexus一670红外光谱仪(FTIR，美国Nicolet公司)。苯胺(Ani，分析纯)，使用前经减压蒸馏纯化；离子液体1一羟丙基一3一甲基咪唑一四氟硼酸

7、盐2010-09-28收稿；2010-11—26接受本文系国家自然科学基金(No．20975078)资助项目*E-mail：fqzhao@whu．edu．cn分析化学第39卷([C(OH)mim][BF]，IL(OH))由本实验室合成和提纯。2．2标准溶液的配制取适量苯胺(AnD、间甲基苯胺(3MA)、N一甲基苯胺(NMA)、N，N一二甲基苯胺(NNDMA)、2-氯苯胺(2CA)，用甲醇溶解并定容至10mL，所得溶液中Ani和3MA的浓度为2gm，其余芳香胺的浓度为0．5g／L。2．3气相色谱的条件

8、气化室温度：250℃；FID检测器温度：250℃；柱温：50℃停留3min，以20℃／min的速率升至120℃，以2℃／min的速率升至135℃，再以l0℃／min的速率升至150℃，并在此温度下保持2min。载气为N：，线速度为16cm／s，不分流进样。2．4聚苯胺一离子液体固相微萃取头的制备实验采用三电极体系(饱和甘汞电极为参比电极，铂丝为对电极，280／am铂丝为工作电极)，在一0．1～0．9V电位范围内，以50mV／s的速率进行循环伏安扫描。电解液组成为0．1