多孔纳米结构导电聚合物固相微萃取涂层的电化学制备、表征与应用

固相微萃取(SPME)是最具应用潜力的样品前处理技术之一，有简便、高效等特点。但现有固相微萃取头在富集效率、热稳定性、使用寿命等方面尚存在不足，价格也偏贵。本项目拟根据化学修饰电极的原理，采用集聚合、掺杂和成膜于一步的电化学方法制备多孔纳米结构导电聚合物类SPME涂层。通过改变电位阶跃或电流脉冲参数、引进离子液体等新掺杂物、在金属丝表面预先修饰巯基自组装膜或硅烷化膜、采用新的可三维聚合单体(交联作用)等手段，调控聚合膜组成、结构、比表面积、亲/疏水性和机械强度等，全方位改善涂层的富集效率、稳定性和选择性，研制耐高温、耐溶剂、使用寿命长、萃取能力强的导电聚合物类SPME萃取头。本项目将对(键合)多孔纳米结构聚苯胺和三维网络结构交联聚乙撑二氧噻吩涂层的制备、表征、调控和应用展开重点研究。通过该项研究为制备性优、价廉的固相微萃取头提供新方法，进而推动SPME的发展和应用。

对系列多孔纳米结构导电聚合物固相微萃取涂层的电化学制备方法、结构形貌与分析应用进行了系统的研究，并取得了预期结果。. 通过正交试验法对影响电沉积聚苯胺涂层的沉积速率、厚度、结构、稳定性、萃取性能等的电聚合参数和条件，如电解质种类、电位范围、扫描速率、电位/电流调制模式进行了研究。根据不同条件下制得的涂层对环境污染物苯类和酚类物质等的萃取性能比较及相关评价结果，得出了电化学制备涂层的高效调控和优选方法。以此为依据制得了性能好的纳米网状聚苯胺涂层。此外，还通过在膜表面涂覆色谱固定液聚乙二醇-600、高温硅油、邻苯二甲酸二丁酯、离子液体对聚苯胺涂层进行改性，使其性能得到提高，适用性增强。. 采用电化学共沉积及分步电沉积法制备了聚苯胺-聚对苯二胺、聚苯胺-聚对氨基苯甲酸、聚苯胺-聚吡咯等复合萃取涂层，阐释了相关聚合机制。利用共聚和复合使难以电沉积为适于固相微萃取的单体得以应用，并获得诸如苯胺-对苯二胺共聚物的网状鳞片形改进的涂层结构和性能，拓宽了电化学制备涂层的应用范围。. 对水溶性差的3,4-乙撑二氧噻吩、咔唑的电聚合涂层的制备方法进行了探讨，通过引入有机介质和使聚合单体乳剂化实现了它们在金属丝表面的可控电沉积。由此得到了耐高温、化学/机械稳定性好、萃取能力强的花状多孔结构新型固相萃取涂层。它们能较好地适用高沸点的酯类化合物及氯苯等的萃取分析。. 考察了离子液体1-辛基-3-甲基咪唑-六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑-四氟硼酸盐等对苯胺、吡咯、苯胺-邻氨基苯甲酸的电聚合过程、聚合物涂层结构及萃取性能的影响，观察到在聚合单体溶液中引入亲水性离子液体或在金属丝表面涂覆疏水性离子液体均可明显改变电聚合涂层的结构性能，使涂层的比表面积增大，萃取能力明显提高（检出限降低一个数量级左右），稳定性和重现性也得到增强。涂层的选择性则与离子液体的种类有关。离子液体的较大粘度和疏水性能影响聚合物的生长，而且在其表面形成薄层，起到液-液萃取作用。