新型疏水性低共熔溶剂的设计及其对痕量污染物的萃取分离和分析

• 作 者: 时悦悦
• 机 构: 河南师范大学
• 出 处: 河南师范大学
• 发表日期: 2020年期
• 关键词: 疏水性低共熔溶剂

液液萃取是去除环境污染物的主要方法之一，但是液液萃取过程中通常使用有毒，有害，易挥发的传统性有机溶剂。近年来，随着公众环保意识的逐步提高，“绿色化学”的理念日益深入人心。因此，人们渴望寻找一些能够代替传统挥发性有机溶剂的绿色溶剂。其中，最广为人知的离子液体，由于具有不易挥发、溶解性能好、结构多样性等优良的物理化学性能，被认为是一类“绿色”溶剂。但是，随着对离子液体进一步深入的研究，人们发现离子液体的合成困难且对杂质的存在较为敏感，一些离子液体的毒性甚至高于传统有机溶剂。低共熔溶剂是近年来发现的一类新型绿色溶剂，被称为离子液体的类似物。低共熔溶剂除了具有离子液体类似的一些优点，例如蒸气压低，电化学窗口宽，液程范围广，生物相容性和溶解性能好等，还具有合成简单，原子利用率100%，性能可调控等优点。但是，目前的研究工作主要是亲水低共熔溶剂在非水体系的应用，由于亲水低共熔溶剂水溶性很强，这就极大的限制了低共熔溶剂在水相中的应用。基于此，本文设计合成了几种新型的疏水性低共熔溶剂，研究了其物理化学性质，并将其作为萃取剂直接应用于实际样品中污染物的富集、分离和测定，主要研究内容如下：
　　1、设计并合成了一类新的对羟基苯甲酸酯/季铵盐疏水低共熔溶剂，对其密度、粘度、熔点、稳定性和疏水性等物理化学性质进行表征，并将其直接用于萃取分离水中的Cr(Ⅵ)。结果表明，所制备的疏水性低共熔溶剂可以按照1∶1的摩尔比萃取Cr(Ⅵ)，萃取量高达66.7mg/g且对超痕量Cr(Ⅵ)((0.51μg/L)的萃取率仍高于90%。当共存金属离子和中性分子的浓度为Cr(Ⅵ)的2000倍时，该疏水性低共熔溶剂对Cr(Ⅵ)的萃取率仍在90%以上。将其用于实际水样中Cr(Ⅵ)的富集，萃取回收率在93%~108%之间。通过FT-IR和1HNMR研究了疏水性低共熔溶剂对Cr(Ⅵ)可能的萃取机理。
　　2、利用低毒的尼泊金酯类作为萃取剂，通过氢键作用能够与荧光增白剂52形成疏水低共熔溶剂，据此提出了一种通过原位形成疏水性低共熔溶剂来萃取富集和测定食品中荧光增白剂的新方法。研究了萃取剂种类、用量、萃取时间、pH值、温度、共存物等因素对萃取效率的影响。在最佳实验条件下，萃取剂对痕量的荧光增白剂52(0.05μg/L)具有较好的富集萃取效果，各种无机盐离子和一些共存的有机化合物不影响荧光增白剂52的萃取过程。分析方法的线性范围为0.20~25μg/L(R2=0.9995)，检出限为0.045μg/L。该方法已应用于实际食品样品(面条，鱼丸，蘑菇)和食品接触材料(纸杯)中的荧光增白剂52的测定，萃取回收率为82％~113％，相对标准偏差(RSD)为4.7％~9.9％。
　　3、以尼泊金正辛酯为氢键供体，以氯苯胺灵和苯胺甲酸乙酯为氢键受体，设计合成了2种新型的低粘度疏水性低共熔溶剂，并对其密度、粘度、熔点等物理化学性质进行了表征，然后将其直接用于实际样品中苯并三唑类和二苯甲酮类紫外阻隔剂的分析测定。该疏水性低共熔溶剂的粘度较小，对紫外阻隔剂的萃取平衡时间为1分钟。常见的各种高浓度无机盐离子，有机化合物和金属离子对萃取过程无影响。该方法可用于实际水样和防晒霜中紫外阻隔剂的分析和测定，萃取回收率为90%~107%。通过FT-IR研究了疏水性低共熔溶剂对紫外阻隔剂可能的萃取机理。