金属铅有机纳米管分散固相萃取分析水中有机污染物的方法研究及应用

摘要

持久性有机污染物(persistent organic pollutants，简称POPs)，是指通过各种环境介质(水、大气、生物体等)能够长距离迁移并长期存在于环境，并对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物质。POPs能长期地存在于环境中并通过食物链累积作用对人类健康造成有害影响。因此开发出针对POPs的快速、准确的分析检测方法对于环境监测、保护人体健康起到至关重要的作用。
　　本研究成功制备了基于β-环糊精为有机配体的金属有机纳米管材料Pb-MONTs，并结合固相萃取技术，成功地开发出对饮用水中痕量的持久性有机污染物多氯联苯、多溴联苯醚的检测方法，结合GC-NCI-MS和GC-MS/MS对不同基质的实际水样进行检测，验证方法的适应性，并研究了Pb-MONTs对水体中的孔雀石绿的吸附性能，讨论了新型材料的吸附机理及其应用价值。本文主要研究内容和结果如下：
　　首先，以β环糊精（β-CD）、氯化铅（PbCl2）和三乙胺（triethylamine）为原料，以环己醇（cyclohexanol）为模板，通过双相溶剂热法，在高温高压的条件下合成基于Pb的金属有机纳米材料。将该材料作为吸附剂，开发出了分散固相萃取技术(d-SPE)结合GC-NCI-MS检测饮用水中痕量的多溴联苯醚（PBDEs）的方法。通过响应面优化方法对吸附条件（离子强度、萃取时间、吸附剂质量、pH值）进行优化，用单因素优化方法对解吸条件（解吸液体积、解吸液种类）进行优化，得到最佳实验条件。在最优实验条件下进行方法学验证和环境水样分析。同时，将该种新型材料和现有各种分析检测水中PBDEs的方法进行了比较。实验结果表明，Pb-MONTs具有良好的耐用性和稳定性，对饮用水中的PBDEs表现出良好的吸附性能。基于Pb-MONTs的分散固相萃取方法对PCBs的回收率在80.5％-119.2%之间，较其他检测饮用水中PBDEs的方法更有优势。
　　其次，将金属有机纳米管Pb-MONTs用于固相萃取环境水样中的多氯联苯（PCBs）。开发出了分散固相萃取技术（d-SPE）结合GC-MS/MS检测饮用水中痕量的PCBs的方法。吸附条件（萃取时间、吸附剂质量和离子强度）通过正交实验响应面法进行了优化，解吸条件（解吸液种类）使用单因素法进行优化。在最佳实验条件下进行了方法学验证和实际水样分析。实验结果表明，该方法与之前报道的检测方法比较，具有更低的检出限（0.26-0.82ng L-1），更宽的线性范围(5-1000ng L-1)，方法的重复性好（RSD＜5.5%），适用于水体中痕量PCBs的检测。
　　最后，以不同种类的有机污染物为目标化合物，探究了各自的最佳吸附条件并在此基础上讨论了金属有机纳米管Pb-MONTs的选择性。结果表明，Pb-MONTs对分子内部含有离域π键的化合物吸附效果更好。通过对孔雀石绿的静态吸附实验可知，Pb-MONTs对孔雀石绿的饱和吸附量为476.2mg/g，吸附动力学过程符合准二级反应动力学模型，其吸附等温线符合Langmuir模型。

目录

声明

第一章 绪论

1.1水体中有机污染物的研究概述

1.2前处理技术及分析仪器概述

1.3 金属有机骨架材料概述

1.4 研究目的与意义

1.5 研究内容和技术路线

第二章 金属铅有机纳米管分散固相萃取分析水中多溴联苯醚

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.5本章小结

第三章 金属铅有机纳米管分散固相萃取分析水中多氯联苯

3.1 前言

3.2 实验材料与样品制备

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 金属有机纳米管Pb-MONTs对水中孔雀石绿吸附性能研究

4.1 引言

4.2实验部分

4.3 结果和讨论

4.4 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间获得的科研成果