固相微萃取膜及其制备方法和应用与流程

本发明涉及环境分析，具体涉及一种固相微萃取膜及其制备 方法和应用。

背景技术：

1、石油以及石油产品大多是由各种烷烃、环烷烃、芳香烃等成分组成的 复杂混合物，一般具有一定的生物毒性。而在石油勘探、开采、储运以及 炼制等过程中，均可能发生石油或石油产品的泄漏，造成水体油类污染。 根据有泪污染物在水体中的存在形态可以将其分为四种类型：浮油污染物、 乳化油污染物、溶解油污染物和凝聚态残余物。其中，在水中分散颗粒的 粒径大于100μm的称为浮油污染物，主要漂浮于水面上，是构成石油水体 污染物的主要成分。浮油污染物对环境的影响极大，其原因在于浮油不仅 会因为其生物毒性使得水体中的生物体中毒或死亡，更会直接粘附于水鸟 等与水面直接接触的动物身体上而使其生存受到极大影响。此外，浮油还 能随着水体运动而迅速扩散，这对浮油污染物的控制和治理工作的开展也 带来了很大困难。

2、开发快速高效的水体污染物检测分析技术是更好地对石油及石油产品 的泄漏进行监测、溯源和治理的基础。目前广泛使用的油类污染物检测方 法是气质联用法(gc-ms)，通过气象色谱与质谱检测的联用实现高效准 确检测的目的。为了获得更加准确的结果，一般需要在gc-ms检测之前先 将水体中的油类污染物提取出来。固相微萃取(solid-phasemicroextraction， spme)技术是在固相萃取基础上发展起来的新型样品前处理技术，将采样、 萃取、富集和进样过程集于一体，是一种简单高效的含油水样预处理技术。

3、然而，目前大部分spme技术所采用的取样装置都是表面涂覆萃取材 料的纤维探针或金属丝探针，这种探针的萃取表面积很小，检测灵敏度较 低，而且对于浮油的萃取富集较为困难。zhipei qin等人通过将聚二甲基硅 氧烷制成薄膜从而扩大spme取样装置的萃取表面积(zhipei qin,et al., comparison of thin-film microextraction andstir bar sorptive extraction for the analysis of polycyclic aromatichydrocarbons in aqueous samples with controlled agitation conditions,journalof chromatography a,volumes 1196–1197,2008, 89-95)。虽然该方法提高了萃取面积和检测灵敏度，但是该薄膜在解吸时 出现了薄膜材料流失严重，导致质谱检测器过载以及获得的谱图上背景峰 干扰严重的问题，使得检测的精准度和可信度受到严重影响。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的spme技术采用的取样装置 萃取面积小、灵敏度不足、难以萃取富集浮油及背景干扰严重等问题，提 供一种固相微萃取膜及其制备方法和应用。本发明提供的固相微萃取膜具 有萃取面积大，灵敏度高，背景干扰低等优点。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种固相微萃取膜，所述固相 微萃取膜包括基体材料和负载于所述基体材料上的吸附层，其中，所述基 体材料选自具有纳米孔结构的材料，所述吸附层由负载于所述基体材料上 的吸附层材料形成。

3、本发明第二方面提供一种固相微萃取膜的制备方法，所述方法包括将 吸附层材料负载于基体材料上，其中，所述基体材料选自具有纳米孔结构 的材料。

4、本发明第三方面提供根据如上所述的方法制备获得的固相微萃取膜。

5、本发明第四方面提供如上所述的固相微萃取膜在水体污染检测中的应 用。

6、本发明第五方面提供一种检测水体中浮油污染物成分的方法，所述方 法包括以下步骤：

7、(1)浮油富集萃取：将如前所述的固相微萃取膜悬挂于所述目标水体 样本上方，使得固相微萃取膜的吸附层与目标水体样本表面接触，进行浮 油富集萃取，获得富集有浮油成分的固相微萃取膜；

8、(2)富集萃取成分脱附与检测：对富集有浮油成分的固相微萃取膜进 行浮油成分脱附，而后对脱附出的成分进行检测分析。

9、通过上述技术方案，本发明能够取得如下有益效果：

10、(1)本发明提供的固相微萃取膜具有较大的萃取面积，提高了萃取效 率，而且具有较高的检测灵敏度，同时，通过在固相微萃取膜上粘接的支 撑材料将该固相微萃取膜悬挂在待测液体上方，能够精准控制膜与水面的 接触，从而实现对水面浮油的萃取和检测。

11、(2)本发明提供的固相微萃取膜优选多孔硅作为基体材料，不仅减少 了吸附材料的流失，而且提高了对浮油污染物中的烃类化合物的萃取效率。

12、(3)对采用本发明提供的固相微萃取膜富集萃取的成分进行检测分析 时背景干扰较低，进一步提高了检测的精准度和可信度。

技术特征：

1.一种固相微萃取膜，其特征在于，所述固相微萃取膜包括基体材料和负载于所述基体材料上的吸附层，其中，所述基体材料选自具有纳米孔结构的材料，所述吸附层由负载于所述基体材料上的吸附层材料形成。

2.根据权利要求1所述的固相微萃取膜，其中，所述基体材料选自多孔硅；

3.根据权利要求1所述的固相微萃取膜，其中，所述吸附层材料选自对烃类化合物具有吸附作用的高分子聚合物；

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的固相微萃取膜，其中，所述基体材料还包括用于悬挂该固相微萃取膜的支撑材料；

5.一种固相微萃取膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括将吸附层材料负载于基体材料上形成吸附层，其中，所述基体材料选自具有纳米孔结构的材料。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述基体材料选自多孔硅；

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述吸附层材料选自对烃类化合物具有吸附作用的高分子聚合物；

8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述负载的方式选自涂覆法和/或喷涂法；

9.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括将支撑材料粘接于所述固相微萃取膜表面的步骤；

10.根据权利要求5-9中任意一项所述的方法制备获得的固相微萃取膜。

11.权利要求1-4或10中任意一项所述的固相微萃取膜在水体污染检测中的应用。

12.一种检测水体中浮油污染物成分的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

13.根据权利要求12所述的方法，其中，步骤(1)中，所述富集萃取的条件包括：接触时间25-30min；

14.根据权利要求12所述的方法，其中，步骤(2)中，所述脱附的方式包括：200-300℃加热5-10min使得浮油成分气化，而后采用氮气和/或惰性气体为载气，将气化的浮油成分吹扫至20-50℃的冷阱中重新液化；

15.根据权利要求12-14中任意一项所述的方法，其中，所述浮油中含有石油烃；

技术总结
本发明涉及环境分析技术领域，公开了一种固相微萃取膜及其制备方法和应用。所述固相微萃取膜包括基体材料和负载于所述基体材料上的吸附层，其中，所述基体材料选自具有纳米孔结构的材料。本发明提供的固相微萃取膜具有萃取面积大，灵敏度高，检测准确度高等优点，并且能够实现对水面浮油的萃取和检测。而且该固相微萃取膜的制备方法简单，原料易得，十分适合规模化推广。

技术研发人员：马格,肖寒,孙晓英,葛涛,王化吉,魏新明
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13