新型纳米材料与传统吸附材料性能比较研究

摘要

挥发性有机污染物(VOCs)普遍存在于室内外环境，不仅对大气环境有潜在影响，也严重影响室内空气质量，对人体健康造成危害。VOCs的成分复杂，包括芳香族化合物如苯和甲苯，还有脂肪族如正己烷和乙烯。VOCs表现出的毒性、刺激性、致癌作用及特殊气味能导致人体呈现种种不适反应，并对人体健康造成较大的影响。采取高效的检测和分析技术，加强对VOCs分析与监测对保障我国居民生活质量具有重要意义。VOCs在环境中的浓度一般在1ppbv-1000ppmv，因为浓度很低，大多数分析仪器不能直接检出，因此需要进行样品前处理，即样品富集。前处理是所有分析步骤中最重要也是最困难的。目前常用的吸附材料多是多孔材料，包括无机、炭基和有机聚合物吸附剂。无机吸附剂（如硅胶、硅藻土和氧化铝）不适合在水汽成分较多的环境中使用，因为这些材料具有高亲水性。炭基材料对VOCs吸附的研究和使用较多，其中活性炭是典型代表，但是活性炭选择性差，且吸附后难解析，难再生。近年来，纳米吸附材料引起人们的关注，纳米材料的高比表面积可以提供数量巨大的作用位点，可以大大提高介质的吸附效率。本文着重于比较电纺纳米纤维与传统吸附材料对气态和液态样品的吸附性能。
　　本研究包括以下三个方面:
　　(1)电纺纳米纤维与碳质吸附材料对气态有机物吸附性能的比较研究
　　用制得的纳米纤维及含碳材料吸附挥发性有机物（苯、氯苯、硝基苯等）。从吸附、脱附量、选择性、吸附平衡时间、再生性等方面对纳米纤维与活性炭、碳纤维、碳纳米管的吸附性能进行对比。
　　(2)基于电纺纳米纤维的采样富集器件与现有材料或器件的比较研究
　　用制得的纳米纤维及聚合物材料或器件(Tenax、SPME)吸附挥发性有机物（苯、二氯甲烷、氯苯等）。从选择性、动态吸附量、脱附性能等方面进行对比。
　　(3)混纺纳米纤维对液态复杂样品提取净化性能及应用研究
　　选取市场食品安全急需监测的样品——麻辣烫汤液为研究对象，用HCX固相萃取柱（磺化聚苯乙烯—聚乙烯吡咯烷酮共纺物纤维填充柱）对其中的喹诺酮药物进行富集检测，考察了线性范围、检测限、回收率和精密度等方法学指标，建立了相应的分析方法。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 挥发性有机化合物概述

1．2 传统富集材料

1．2．1 活性炭

1．2．2 活性碳纤维

1．2．3 碳纳米管

1．2．4 Tenax

1．2．5 固相微萃取(SPME)

1．2．6 其他吸附材料

1．3 新型纳米材料吸附性能概述

1．4 本文的主要研究工作

第二章 电纺纳米纤维对气体污染物的吸附性能研究

2．1 引言

2．2 方法

2．2．1 试剂和仪器

2．2．2 试验条件

2．2．3 电纺纳米纤维的制备和表征

2．2．4 实验内容与方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 实验装置密闭性检测

2．3．2 吸附材料的比较

2．3．3 纳米纤维的吸附选择性

2．3．4 纳米纤维的吸附平衡时间

2．3．5 纳米纤维的可再生性

2．3．6 纳米纤维的定量吸附

2．4 结论

第三章 电纺纳米纤维与Tenax和SPME对挥发性有机气体吸附／脱附性能比较研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂和样品

3．2．2 仪器和设备

3．2．3 纳米纤维的制备

3．2．4 实验前准备

3．3 结果与讨论

3．3．1 特征描述

3．3．2 静态吸附

3．3．3 解析

3．3．4 精密度

3．3．5 稳定性

3．3．6 动态吸附

3．4 结论

第四章 纳米纤维固相萃取-高效液相色谱-荧光检测麻辣烫汤液中喹诺酮类药物

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 仪器与试剂

4．2．2 标准溶液的配制

4．2．3 样品前处理

4．2．4 色谱条件

4．3 结果与讨论

4．3．1 材料表征

4．3．2 固相萃取条件优化

4．3．3 方法学考察

4．3．4 样品分析

4．4 结论

参考文献

致谢

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