质子酸掺杂聚苯胺固相微萃取涂层的电化学制备及其萃取性能.pdf

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1、第38卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究简报第6期2010年6月ChineseJournalofAnalyticalChemistry897—9O1DOI：10．3724／SP．J．1096．2010．00897质子酸掺杂聚苯胺固相微萃取涂层的电化学制备及其萃取性能赵发琼杜维王娟曾百肇(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430051)摘要考察了质子酸种类对电聚合聚苯胺涂层微观结构和萃取性能的影响。在含0．1～0．2mol／L苯胺的HSO，HC1，HNO，，HC10及HPO溶液中，

2、用循环伏安法在铂丝表面聚合得到掺杂不同质子酸的聚苯胺固相微_葶取头。用扫描电镜对所得萃取头的微观结构进行表征；往优化条件(0．35g／mLNaC1，50℃萃取30rain)下，以7种芳环化合物为模拟分析物，用气相色谱法测试其苇取性能。结果表明：存HNO，和HCIO溶液中聚合得到的聚苯胺涂层具有均匀的多孔结构、平滑的膜表面和较高的=苇取效率，适于芳环化合物的高效蒂取。关键词聚苯胺；崮相微萃取；质子酸；循环伏安法；气相色谱1引言2003年，Djozan等率先将电化学法合成的聚苯胺(PANI)膜用于污水中苯酚和4一氯苯酚的固相微萃取(SPME)。

3、自此之后，PANI类SPME涂层的研究和应用日趋广泛，现已成功用于芳香胺、多环芳烃、脂肪醇j、酚类化合物～、多氯联苯、酞酸酯叽和苯系物等化合物的高效萃取。PANI的电聚合过程伴随质子酸掺杂，因此PANI的微观结构和电化学性能等与酸根离子类型有关¨。然而，在PANI萃取头的电化学制备中，质子酸类型对PANI萃取性能的影响研究甚少，电聚合大多直接在经典的H，s0溶液中进行⋯’“。为了考察质子酸类型对掺杂态PANI微观结构和性能的影响，从而优化制备条件，本研究以Pt丝为工作电极，用循环伏安法在不同的无机酸溶液中聚合得到纳米多孑L结构的PANI涂层

4、，以扫描电镜和气相色谱法等对不同掺杂态PANI的表面形貌及萃取性能进行了表征，发现在HNO和HC10介质中合成的PANI的萃取效率和耐龟裂性明显优于经典HSO溶液中得到的PANI。2实验部分2．1仪器与试剂CHI660A电化学工作站(上海辰华仪器有限公司)；三电极系统：铂丝(Pt，1．7cmx280txmO．D．)为工作电极，铂棒(2．5cmx0．1CInO．D．)为对电极，饱和甘汞为参比电极；Quanta一200扫描电子显微镜(SEM，荷兰FEI公司)。SP．6890A型气相色谱仪(山东鲁南瑞虹化工仪器有限公司)；N2000色谱工作站(浙

5、江大学智达信息工程有限公司)；sE一54毛细管柱(30mx0．25m，0．25m，兰州中科安泰分析科技有限责任公司)；85—2A磁力搅拌器(金坛市荣华仪器制造有限公司)；KS一1200超声波清洗仪(宁波海署科生超生设备有限公司)；1ILL微量进样器(上海高鸽工贸有限公司)。自制固相微萃取手柄。氯苯(CB)、1，2．二氯苯(1，2-DCB)、甲苯(MB)、间二甲苯(1，3一DMB)、1，3，5一三甲苯(1，3，5-TMB)、2一氯苯酚(2CP)、3一甲基苯酚(3MP)以及苯胺(AND均为分析纯(上海国药集团)；苯胺使用前经减压蒸馏纯化。实验用

6、水为去离子水，其它试剂均为分析纯。模拟分析物标准溶液的配制：准确称取适量上述7种芳环化合物，用甲醇溶解并定容至10mL，各物质的浓度为1g／L，此溶液置于冰箱(4℃)中保存。每次分析时取适量标样于萃取瓶中，加10mL水和2009-08-31收稿；2009—12—25接受本文系国家自然科学基金(No．20975078)资助项目$E—mail：fqzhao@whu．edu．cn898分析化学第38卷适量NaC1，得工作液。为防止玻璃内壁的吸附，玻璃萃取瓶和容量瓶在使用前均经酸化和硅烷化处理。2．2色谱条件气化室温度230℃；检测器温度250℃；

7、柱箱温度60qC保持1rain，然后以8~C／min的速率程升至180℃，保持3min。N，作载气，线速12～15Cll~S。2．3PANI涂层的电化学制备及萃取头的老化Pf丝使用前用5．0mol／LHNO和丙酮依次超声清洗15IniI1，最后用去离子水清洗并晾干。在一定浓度苯胺单体的无机酸介质中，以50mV／s的扫速在一0．1～0．9V电位区间内循环扫描，直至Pt丝工作电极表面沉积上所需厚度的PANI膜。将不同无机酸溶液中聚合得到的PANI涂层分别记为：PANI／H2SO，PANI／HC1，PANI／HNO，PANI／HCIO。和PANI

8、／HPO。将所得萃取头用去离子水洗净，室温干燥24h后，将此萃取头用高温环氧树脂胶粘在自制固相微萃取手柄上，待粘胶固化后置于气相色谱气化室进行老化：90qC老化30rain，25