離子液體摻雜聚苯胺固相微萃取涂層的電沉積制備

離子液體摻雜聚苯胺固相微萃取涂層的電沉積制備及其在芳香胺檢測中的應用

摘要新型萃取材料及相關涂層制備技術是固相微萃取技術發展的重點。本研究在1-羥丙基-3-甲基咪
唑-四氟硼酸鹽( ［C3( OH) mim］［BF4］) 和HNO3混合溶液中，通過電化學方法在鉑( Pt) 絲表面固定新型聚苯胺-離子液體( PANI-IL) 涂層。電鏡分析表明，離子液體存在時，PANI 膜孔結構變均勻、比表面積增大。以芳香胺為模擬物，考察萃取頭的頂空固相微萃取( HS SPME) 性能。在優化條件下，5種芳香胺的檢出限為0． 04～ 0． 12 !g /L( S /N = 3) ; 線性范圍為0． 15 ～ 1000 !g /L。同一萃取頭萃取5 次的相對標準偏差( RSD) 小于4．6%; 不同萃取頭的RSD 則在2． 4% ～ 9． 5% ( n = 3) 之間。與自制聚苯胺( PANI /Pt) 及商品化的聚丙烯酸酯( PA) 萃取頭相比，PANI-IL/Pt 萃取頭具有更高的萃取率。此外，PANI-IL 涂層對苯類化合物亦有較高的萃取能力。萃取頭使用120 余次后，萃取性能無明顯變化，表明萃取頭的穩定性好、使用壽命長。

    聚苯胺( PANI) 是一種典型的導電聚合物，它具有多樣化的結構、優異的物理性能和良好的穩定性，且合成方法簡單。通過電化學方法制備的導電聚苯胺，其形貌、結構與溶液中的陰離子及沉積電位等［1 ～ 4］有較大關系。如Mehdinia 等［5］通過控制電位制備了納米結構和微米結構的聚苯胺涂層，并將其用于多氯聯苯( PCBs) 的萃取分析。結果表明，納米結構的聚苯胺更有利于PCBs 的萃取。趙發瓊等［6］考察了不同質子酸對電聚合苯胺形貌的影響，發現在HNO3
中得到的聚苯胺膜比較好。Li 等［7］在3-乙基咪唑三氟乙酸離子液體中聚合得到聚苯胺具有平整均一的納米結構。但目前尚未見到有關在離子液體水溶液中電沉積苯胺制備萃取涂層的報道。
    芳香胺類化合物是染料、油漆、醫藥、造紙等行業中常用的化工原料，屬“三致”物質，對人體及微生物危害很大［8］。因此，對環境及一些產品中芳香胺類化合物進行檢測非常必要。在測試前，一般需對試樣進行預處理，以分離富集試樣中痕量的芳香胺。常用的預處理方法包括液-液萃取( LLE) ［9］、固相萃取( SPE) ［10， 11］、液相微萃取( LPME) ［12， 13］和固相微萃取( SPME) ［14 ～ 18］等。其中，SPME 不需有機溶劑，較環保，但目前用于萃取芳香胺的SPME 萃取頭種類很少，且存在一些不足［14 ～ 18］。
    本研究通過電化學方法制備了一種新型PANI-IL 固相微萃取頭，對芳香胺類化合物進行了萃取分析，與商用PA 和自制PANI 萃取頭比較發現，本萃取頭的萃取率高、重現性好。