有机功能化有序介孔硅制备及三嗪类除草剂检测方法研究

摘要

近年来果蔬中农药残留问题日益严重，对人类健康造成了较大威胁，因此对果蔬中农药残留物的检测引起了人们的高度关注。然而由于果蔬样品基质复杂，所含农药残留物的含量低，无法直接进行仪器分析，因此有必要对其进行预处理，实现痕量目标物的分离和富集。目前常用的样品前处理方法包括固相萃取（SPE）、磁性固相萃取、固相微萃取、基质固相分散、搅拌棒吸附萃取等，这些样品前处理技术的核心是吸附剂材料，因此开发高性能的吸附剂材料至关重要。目前常用吸附剂材料如CNT、C18、SiO2和 NH2等具有稳定性好、应用范围广等优点，然而这些材料存在吸附机制单一、吸附容量小等问题，对复杂基质中目标物的萃取存在一定的困难。因此开发高选择性、高吸附容量的吸附剂材料是目前分离科学领域的一大难题。介孔硅材料因具有比表面积大、孔道结构有序、孔径均一等特点而被广泛应用于催化、吸附等领域。但是硅基介孔材料表面的功能基团单一，限制了其进一步应用。因此对介孔硅材料进行功能化修饰是材料科学领域的一大热点。目前介孔硅材料的修饰过程一般需要使用毒性较大的有机溶剂或者酸碱催化剂，对环境及人体健康有一定的危害，因此开发绿色环保的合成方法是功能化介孔硅材料制备过程需要解决的重要问题之一。
　　本文以共缩聚和后接枝的方法在介孔硅材料表面引入氨基（-NH2）和正辛基（-C8）两种有机官能团，得到双功能化的有序介孔硅，丰富了介孔硅材料表面的吸附机制，提高了材料的吸附性能。在材料接枝过程中以低共熔溶剂（DES）作为反应溶剂，降低了制备过程对环境及人体健康造成的影响。以制备的功能化有序介孔硅材料作为固相萃取的吸附剂，结合高效液相色谱法建立了西瓜中三嗪类除草剂的分析检测方法。
　　第一章介绍了介孔硅材料的研究进展，阐明了功能化有序介孔硅作为固相萃取吸附剂的应用价值。总结了功能化有序介孔硅材料的制备方法并提出了其制备过程中存在的问题。介绍了DES的应用现状，探讨了其应用于介孔硅材料接枝过程的可行性。
　　第二章以 DES作为接枝反应的溶剂，制备了 C8-NH2-双功能化有序介孔硅材料（C8-AMS），对接枝过程中的参数进行了考察和优化，确定了以 DES为反应介质制备C8-AMS的最佳方案，并对得到的材料进行了表征和性能评价。
　　第三章将优化后的C8-AMS作为SPE的吸附剂，应用于西瓜中三嗪类除草剂的萃取分离，优化了SPE过程的参数，并将此萃取方法与高效液相色谱法相结合，建立了检测西瓜中三嗪类除草剂残留的新方法。

目录

第1章 绪 论

1.1.1 有序介孔硅材料

1.1.2 有机-无机杂化介孔硅材料

1.2 低共熔溶剂研究进展

1.3 选题意义和方向

第2章 以低共熔溶剂为介质合成双功能化有序介孔硅

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 试剂与仪器

2.2.2 色谱条件

2.2.3 氨基功能化有序介孔硅的制备

2.2.4 C8-AMS的制备

2.2.5 C8-AMS的吸附性能考察

2.3 结果与讨论

2.3.1 AMS接枝过程条件考察

2.3.2 C8-AMS和AMS的表征

2.3.3 C8-AMS吸附性能

2.4 结论

第3章 C8-AMS-SPE-HPLC法检测西瓜中三嗪类除草剂

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 试剂与仪器

3.2.2 色谱条件

3.2.3 西瓜样品的制备

3.2.4 C8-AMS-SPE过程

3.3 结果与讨论

3.3.1 C8-AMS-SPE过程优化

3.3.2 C8-AMS-SPE-HPLC方法的验证

3.3.3 C8-AMS与商业化吸附剂的比较

3.3.4 西瓜样品的检测

3.4 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的科研成果