專利名稱：一種以玻璃微球?yàn)檩d體的吸附材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品、環(huán)境、生物樣品中有機(jī)物的痕量分析領(lǐng)域，特別是涉及一種以玻 璃微球?yàn)檩d體的β -環(huán)糊精基質(zhì)吸附材料的制備方法，該吸附材料用于揮發(fā)性有機(jī)化合物 的吸附。
背景技術(shù)：
揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)在樣品中的含量較低，需要進(jìn)行樣品富集以達(dá)到檢測(cè)所 需的靈敏度。常用的富集方法是吸附劑吸附法，具有操作簡(jiǎn)單、成本較低、易運(yùn)輸儲(chǔ)存等優(yōu) 點(diǎn)。通常在吸附管(采樣管)中填充吸附劑，可以捕集寬范圍的揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)化 合物。而且，吸附管可以被快速加熱并完全解析。吸附管可以重復(fù)使用。吸附劑是否合適，直接關(guān)系到測(cè)定結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。選擇吸附劑應(yīng)考慮 (1)在所要求的采樣體積內(nèi)，被采集物質(zhì)不應(yīng)超過采樣管的吸附容量；(2)吸附VOC的種類 要盡可能多；(3)被吸附劑富集的VOC易于脫附；(4)吸附劑對(duì)水的親和力要小；(5)吸附劑 的本底盡可能低。常用的吸附劑有活性炭、碳分子篩、石墨化炭黑和Tenax等材料。因此， 尋找和研究高性能的吸附劑以建立簡(jiǎn)單、可靠的采樣及測(cè)定方法是實(shí)現(xiàn)研究VOC的重要基 石出。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種以玻璃微球?yàn)檩d體的吸附材料的制備方 法，該方法包含如下步驟將玻璃載體表面涂覆包含β “環(huán)糊精的溶膠制備得到吸附材料。優(yōu)選地，上述方法包含如下步驟(1)玻璃微球的選取及預(yù)處理選取直徑為5_5000um的玻璃微球若干，依次用CH2C12、lmol/L的NaOH溶液、 0. lmol/L的HCl溶液處理，再用去離子水清洗至中性，于120_150°C在N2保護(hù)下烘干備用；(2)涂層的制作將步驟(1)中處理過的玻璃微球，置于溶膠中20-60min取出，室溫下成膠10-24 小時(shí)，(3)涂層的老化在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，進(jìn)行程序升溫老化100-150°C保持2_4h，150_18(TC保持2_4h，然 后200-240°C保持30 60min，即完成老化；(4)材料雜質(zhì)的去除將制作好的吸附材料置于索式提取器當(dāng)中，利用二氯甲烷30-60°C回流l_4h。其中步驟(2)的溶膠的制備方法如下將10重量份羥基封端聚二甲基硅氧烷(PDMS)用二氯甲烷稀釋，然后加入2-5重 量份的β -環(huán)糊精、1-5重量份的含氫硅油、1-5重量份的甲基三甲氧基硅烷、環(huán)氧丙氧丙基三甲基硅烷或四乙氧基硅烷、1-5重量份的三氟乙酸充分?jǐn)嚢柚苽涞玫?。步驟(1)中的玻璃微球可以用硅膠微粒、陶瓷微粒、氧化鋁、氧化鈦、氧化稿或苯 乙烯_ 二乙烯基苯共聚物替代。涂層可以用PDMS、聚丙烯酸酯、聚二乙烯基苯、聚乙二醇、聚丙烯酸酯、聚二甲基硅 氧烷/ 二乙烯基苯、聚二甲基硅氧烷/羧乙基、二乙烯基苯/羧乙基、聚乙二醇/ 二乙烯基 苯、聚乙二醇/模板樹脂或二乙烯基苯/羧乙基/聚二甲基硅氧烷替代。本發(fā)明的方法制備的吸附材料利用玻璃微球?yàn)檩d體，表面鍵合聚合物PDMS與 β -環(huán)糊精，將制得的吸附材料裝入吸附管進(jìn)行采樣，與SPME、SBSE方法相比，具有更大的 涂層量；且吸附管的采樣方式屬于動(dòng)態(tài)頂空，相比于SPME的靜態(tài)頂空，更有利于痕量物質(zhì) 的檢出。利用環(huán)糊精結(jié)合聚二甲基硅氧烷作為固相微萃取涂層材料，借助其特殊的空 腔結(jié)構(gòu)，內(nèi)疏水、外親水，增加了材料對(duì)極性物質(zhì)的吸附能力，結(jié)合聚二甲基硅氧烷的非極 性特征，從而擴(kuò)大了涂層對(duì)被吸附物質(zhì)極性的選擇范圍。且具有較大的比表面、適宜的表面 結(jié)構(gòu)，對(duì)吸附質(zhì)有強(qiáng)烈的吸附能力，不與吸附質(zhì)和介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，容易再生等優(yōu)點(diǎn)


圖1為不使用吸附劑的氣相色譜基線2為使用吸附劑解吸溫度下的氣相色譜基線3為利用實(shí)施例1吸附劑萃取(氮吹_頂空)酚類物質(zhì)的氣相色譜圖，其中各 個(gè)峰表示的物質(zhì)1、苯酚；2、甲基苯酚，3、2，4_ 二甲基苯酚，4、2，4_ 二氯苯酚。
具體實(shí)施例方式為了理解本發(fā)明，下面以實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但不限制本發(fā)明。實(shí)施例1選取直徑為50um的玻璃微球若干，依次用CH2C12、lmol/L的NaOH溶液、0. lmol/L 的HCl溶液處理，再用去離子水清洗至中性，于1501在N2保護(hù)下烘干。取20g羥基封端聚二甲基硅氧烷用30ml 二氯甲烷稀釋，加入6. 5g β -環(huán)糊精、5g 含氫硅油、5ml甲基三甲氧基硅烷、5ml三氟乙酸充分?jǐn)嚢璧萌苣z。將處理過的玻璃微球，置 于溶膠中30min取出，室溫下成膠12小時(shí)。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，進(jìn)行程序升溫老化120°C保持3h，180°C保持3h，然后240°C保持 30 60min，即完成老化。最后將制作好的吸附材料置于索式提取器當(dāng)中，利用二氯甲烷40°C回流2h。實(shí)施例2將制作好的吸附材料填裝到已裝有一片濾網(wǎng)的吸附管中，另一端也加入一片濾 網(wǎng)，利用氮吹的方式對(duì)香精樣品進(jìn)行富集，利用熱脫附儀進(jìn)行解吸，GC/MS檢測(cè)。實(shí)施例3將制作好的吸附材料裝入吸附管中，老化，連接恒流氣體采樣泵對(duì)室內(nèi)空氣樣品 進(jìn)行富集，利用熱脫附儀進(jìn)行解吸，GC/MS檢測(cè)。實(shí)施例4將制作好的吸附材料裝入吸附管中，老化，連接頂空樣品瓶及氮吹裝置，對(duì)烹調(diào)菜肴香氣成分進(jìn)行富集，利用熱脫附儀進(jìn)行解吸，GC/MS檢測(cè)。實(shí)施例5將制作好的吸附材料裝入吸附管中，老化，連接頂空樣品瓶及氮吹裝置，對(duì)酒中風(fēng) 味組成成分進(jìn)行富集，利用熱脫附儀進(jìn)行解吸，GC/MS檢測(cè)。實(shí)施例6將制作好的吸附材料裝入吸附管中，老化，連接頂空樣品瓶及氮吹裝置，對(duì)肉味香 精風(fēng)味組成成分進(jìn)行富集，利用熱脫附儀進(jìn)行解吸，GC/MS檢測(cè)。本發(fā)明的方法已經(jīng)通過具體的實(shí)施例進(jìn)行了描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本發(fā) 明的內(nèi)容適當(dāng)改變?cè)?、工藝條件等環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的其它目的，其相關(guān)改變都沒有脫離 本發(fā)明的內(nèi)容，所有類似的替換和改動(dòng)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，都被視為 包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種以玻璃微球?yàn)檩d體的吸附材料的制備方法，該方法包含如下步驟將玻璃載體表面涂覆包含β 環(huán)糊精的溶膠制備得到吸附材料。
2.一種以玻璃微球?yàn)檩d體的吸附材料的制備方法，該方法包含如下步驟(1)玻璃微球的選取及預(yù)處理選取直徑為5-5000um的玻璃微球若干，依次用CH2Cl2、lmol/L的NaOH溶液、0. lmol/L 的HCl溶液處理，再用去離子水清洗至中性，于120-150°C在N2保護(hù)下烘干備用；(2)涂層的制作將步驟(1)中處理過的玻璃微球，置于溶膠中20-60min取出，室溫下成膠10-24小時(shí)，(3)涂層的老化在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，進(jìn)行程序升溫老化100_15(TC保持2-4h，150-18(TC保持2-4h，然后 200-240°C保持30 60min，即完成老化；(4)材料雜質(zhì)的去除將制作好的吸附材料置于索式提取器當(dāng)中，利用二氯甲烷30-60°C回流l_4h。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中步驟(2)的溶膠的制備方法如下將10重量份羥基封端聚二甲基硅氧烷用二氯甲烷稀釋，然后加入2-5重量份的β -環(huán) 糊精、1-5重量份的含氫硅油、1-5重量份的甲基三甲氧基硅烷、環(huán)氧丙氧丙基三甲基硅烷 或四乙氧基硅烷、1-5重量份的三氟乙酸充分?jǐn)嚢柚苽涞玫健?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中步驟(1)中的玻璃微球可以用硅膠微粒、陶瓷微 粒、氧化鋁、氧化鈦、氧化稿或苯乙烯_ 二乙烯基苯共聚物替代。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中涂層可以用PDMS、聚丙烯酸酯、聚二乙烯基苯、聚 乙二醇、聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷/ 二乙烯基苯、聚二甲基硅氧烷/羧乙基、二乙烯基苯 /羧乙基、聚乙二醇/ 二乙烯基苯、聚乙二醇/模板樹脂或二乙烯基苯/羧乙基/聚二甲基 硅氧烷替代。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以玻璃微球?yàn)檩d體的吸附材料的制備方法，該方法包含如下步驟將玻璃載體表面涂覆包含β-環(huán)糊精的溶膠制備得到吸附材料。其中溶膠的制備方法如下將羥基封端聚二甲基硅氧烷用二氯甲烷稀釋，然后加入β-環(huán)糊精、含氫硅油、甲基三甲氧基硅烷、環(huán)氧丙氧丙基三甲基硅烷或四乙氧基硅烷、三氟乙酸充分?jǐn)嚢柚苽涞玫?。該方法利用?環(huán)糊精結(jié)合聚二甲基硅氧烷作為固相微萃取涂層材料，借助其特殊的空腔結(jié)構(gòu)，內(nèi)疏水、外親水，增加了材料對(duì)極性物質(zhì)的吸附能力，結(jié)合聚二甲基硅氧烷的非極性特征，從而擴(kuò)大了涂層對(duì)被吸附物質(zhì)極性的選擇范圍。
文檔編號(hào)B01D53/04GK101992065SQ20101027080
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者鄧?yán)? 邢海鵬, 郝學(xué)財(cái) 申請(qǐng)人:天津春發(fā)食品配料有限公司