具有亲水/疏水复合功能的钛酸纳米管固相萃取研究及其在环境分析中的应用

本本项目提出了以内外表面适当修饰的钛酸纳米管作为固相萃取吸附剂的概念。利用水热法合成适当管径的钛酸纳米管，并以硅烷化等方法对纳米管的内外表面进行共价修饰，制备出具有长链亲水/短链疏水性混合配体外表面和疏水性内表面的新型固相萃取吸附剂；或者采用亲水性生物质包覆反相修饰的钛酸纳米管，使其在钛酸纳米管的外表面形成亲水性半透膜。这样的纳米管具有良好的生物相容性和尺寸排阻的性质，又可保持对小分子有机污染物大的萃取容量；既能高效萃取环境样品中的小分子有机污染物，又不至于发生样品中蛋白质、DNA及腐植酸等大分子物质在萃取剂表面的变性吸附，利用其可对复杂基体环境样品中的有毒污染物进行高效萃取。该项目的完成将为环境分析提供一种全新的萃取技术，并将在环境科学研究中发挥重要作用，因此该项目是一项具有重要学术价值和应用前景的原创性研究。

制备了C18和氨丙基混合官能团修饰的纳米吸附剂、生物质半透膜包覆的以及表面性质可调控的碳材料包覆的磁性纳米吸附剂。该类吸附剂既具有纳米材料的高比表面积和强吸附性能，又对特定类型的有机污染物具有选择性富集能力。在一定酸性条件下，混合官能团修饰的纳米吸附剂可以选择性高效富集阴离子型、阳离子型及可离子化有机污染物；通过调节材料的制备温度，得到不同表面性质的碳材料包覆的磁性纳米吸附剂，进而对不同类型和极性的有机污染物具有选择性富集能力；由于生物质半透膜的多孔结构，通过尺寸排阻作用和静电排斥作用，生物质半透膜包覆的纳米材料吸附剂对环境水体中的腐殖酸、蛋白质等大分子具有良好的抗干扰能力。利用磁性固相萃取技术，该类吸附剂可以在30-60min内快速、高效富集大体积环境水样如自来水、河水、污水中低浓度的酞酸酯、双酚A、辛基酚、壬基酚、多环芳烃、全氟化合物等有机污染物。