基于聚电解质多层膜的毛细管微萃取及其痕量元素和形态分析研究

A new capillary microextraction technique using polyelctrolyte mutlilayer as ectraction media was proposed. The details of preparation of the polyelctrolyte mutlilayer in capillary were investigated, including type and concentration of polyelectrolyte, ion intensity, stablility of mutlilayer. And the extraction procedure of capillary micrextracion for trace elements and its speciation was also optimized, including pH, sample flow rate and volume, eluent type, eluent flow rate and volume. The analytical performance of this technique was evaluated and the extraction mechanism of polyelectrolyte mutlilayer for trace elements was studied. Based on the above, a new method for the on line determination of trace elements and its speciation by the comination of polyelectrolyte mutlilayer capillary microextraction and atomic spectrometry detector.

提出以聚电解质多层膜作为毛细管微萃取技术的萃取介质，详细研究构筑用于毛细管微萃取的聚电解质多层膜的条件，包括聚电解质的类型和浓度，离子强度，膜稳定性和成膜方法等；优化所构筑的聚电解质多层膜对典型痕量元素及其形态的萃取条件（包括pH、进样流速和体积、洗脱剂选择、洗脱流速和体积），并评价毛细管微萃取柱的性能（包括选择性、富集倍数、容量、稳定性、再生性）；同时，探讨聚电解质多层膜对痕量元素及其不同形态的萃取机理。建立基于聚电解质多层膜的在线毛细管微萃取-原子光谱检测联用痕量元素及形态分析新方法，用于环境水体样品中的痕量元素及形态分析。课题的完成将进一步完善和发展毛细管微萃取技术，拓宽其应用范围，对分析化学学科（特别是原子光谱）的发展和学术水平提高具有重要的学术意义，并具有广阔应用前景。

与其他样品前处理技术相比，SPE和MSPE具有操作简便、成本低、富集倍数高等优点。萃取介质是SPE和MSPE的核心，决定分析方法的灵敏度和选择性的重要因素。聚电解质多层膜（PEMs）的层层自组装（LBL）是一种利用分子间的弱相互作用力交替组装制备多层膜的技术，将PEMs作为新型萃取介质，具有制备条件温和，操作方法简单，成膜物质丰富等优点，可通过静电引力、离子交换、螯合作用等机理达到高选择性萃取目标分析物的目的，因而在分析化学领域受到越来越多的关注。本项目将基于PEMs的SPE和MSPE与原子光谱联用，详细研究了影响SPE或MSPE萃取效率的各种因素，评价了新材料的吸附容量、再生性等参数，将其应用到痕量金属离子及其形态分析。主要研究内容如下：.（1）研究了基于PEMs的MSPE与FAAS联用测定痕量铜的新方法。结果表明，Cu2+在pH 6.0条件下超声6 min可实现完全吸附，用2.0 mL HNO3(0.1mol L-1)-硫脲(2%，m/v)超声解析2 min可完成对Cu2+的定量洗脱。在最佳实验条件下，聚电解质多层膜磁性吸附剂的吸附容量为14.7 mg g-1，检出限(3σ)为0.23 ng mL-1，富集倍数为95.7。将本方法应用于饮用水中痕量Cu2+的测定。该材料也成功应用于痕量Ag+和Cr3+/Cr6+的分离分析。.（2）以构筑于硅胶表面的聚电解质多层膜为萃取剂用于痕量Hg2+的分离富集，建立了SPE-AFS联用测定汞的新方法。结果表明，在pH 6.0，KI浓度为0.005 mol L-1，流速为3.5 mL min-1时，可实现对Hg2+的完全萃取，用5 mL HNO3(2%，m/v)-硫脲(2%，m/v) 1 mL min-1洗脱小柱，可实现完全洗脱。该方法的检出限(3σ)为0.03 ng mL-1，富集倍数为28，成功用于测定水样中的Hg2+。.（3）将聚电解质多层膜成功构筑于毛细管内壁，建立了CME-AFS联用测定汞的新方法。结果表明，在pH 3.0，KI浓度为0.01 mol L-1，流速为1.0 mL min-1时，可实现对Hg2+的完全萃取，用5 mL HNO3(5%，m/v)-硫脲(2%，m/v) 1 mL min-1洗脱小柱，可实现完全洗脱。该方法的检出限(3σ)为0.02 ng mL-1，富集倍数为31，成功用于测定水样中的Hg2+。