高压熔炼富集理论及应用研究

Based on the principle of zone melting, organics could be enriched into the water phase, according to difference of organics' concentration between ice phase and water. Furthermore, as the liquid - liquid extraction is achieved in a sealed container, the pressure of the extraction system will be increased greatly via the increased volume of water in the phase transformation. Then, the analytes can be enriched by means of liquid-liquid extraction based on the combination of high presure and zone melting. According to systematic study on the relationship of component structure and operation conditions in the high-pressure enrichment, law of Gibbs free energy of analyte transfer between different phases will presented. Also, a new high-pressure melting enrichment device will be designed for the enrichment of pollutants in water and pesticide residues in foods, and a high efficient and sensitivitity detection method will be development combined with chromatograhic separation.

基于区域熔炼原理，根据有机物在冰相及水相中浓度的差别，提高有机物在水相的浓度，进一步在密闭容器中完成液-液萃取分离操作，萃取体系的压力通过水相变过程中体积增大的方式得到极大地增加，实现区域熔炼与高压结合的液-液萃取样品富集，发展了高压熔炼的高效样品富集方法。对高压熔炼富集过程中溶质结构与操作条件的关系加以系统研究，说明溶质在冰、水及有机相间迁移的Gibbs自由能变化规律，设计新型高压熔炼富集装置，并用于水体中环境污染物、食品中农残等的样品预处理，结合色谱分离发展高效、高灵敏检测方法。

发展便捷、快速、高效、环保的样品前处理技术，对建立高灵敏、高选择性的分析化学方法具有重要意义。项目基于区域熔炼原理，结合样品冷冻技术及液液萃取技术，发展了一种高压冷冻熔炼技术，在复杂基质的样品前处理和分析中显示出潜在的应用价值。. 首先构建了高压冷冻熔炼技术的模型，基于水在相变过程中的体积变化特征，在密闭恒容容器中，等量的水变成冰后体积膨胀使系统压力增大，高压下溶质在冰-水-有机溶剂三相之间平衡分配的过程称为高压冷冻熔炼过程。通过理论分析，探讨了在区域熔融阶段、冷冻液液萃取阶段以及高压冷冻熔炼阶段，溶质在三相中的分布，并且重点探讨了高压冷冻熔炼技术中影响萃取效率的因素等，初步构建高压熔炼富集理论。在此基础上设计并优化高压熔炼装置。. 通过菊花提取物和绿茶提取物样品的分析，说明区域熔融过程是一种连续的萃取过程，进一步对葡萄汁和草莓汁样品的分析，说明冷冻液液萃取技术可近似的认为是区域熔融与常温液液萃取技术的结合，对选定化合物萃取效率的分析，葡萄汁样品的准确性为108.3%，草莓汁样品中各组分的准确性在98.3%-107.5%。在高压冷冻熔炼技术中，通过草莓汁及红茶样品的分析，说明高压冷冻熔炼技术是一种选择性萃取技术。通过对柑橘果肉成分分析，利用GC-MS结合保留指数的方法，成功地从赣南脐橙果肉中鉴别出60种组分和南丰蜜桔果肉中鉴别出64种组分，主要包括萜烯类、酯类、醇类、烷烃类。通过与常规提取方式对比发现，低温熔炼富集技术对一些极性大、难挥发以及热不稳定性的物质具有选择性富集；通过对水体进行分析，从实际水样中测定包括塑化剂等有机污染物，进一步将该方法应用到水中15种有机磷、有机氯及菊酯类农药以及7种多氯联苯的测定，其富集倍数最高达到36.6倍，并可实现水中有机污染物的定量测定。