碳纳米管增强中空纤维液相微萃取的研究与应用

微孔和介孔等多孔无机材料是近年来非常热门的国际前沿研究领域之一，由无机与有机材料结合而成的混合基质膜，在渗透性和分离选择性方面的综合性能优良。本项目针对中空纤维液相微萃取有机相液膜易流失，萃取时间相对过长，选择性低等缺点，利用碳纳米管和中空纤维各自的优点，直接以成型的、商品化的中空纤维为基体，将碳纳米管固定在中空纤维孔中，形成碳纳米管增强中空纤维，从而发展一种新型的液相微萃取技术-碳纳米管增强中空纤维液相微萃取，并将其应用到生物样品中中药毒性成分的痕量分析中。碳纳米管的引入，为溶质的传输提供了额外的通道，在该模式中，有两种萃取剂，一种是作为液相萃取的有机溶剂，另一种是作为固相萃取的碳纳米管，故此，该新型萃取技术将会有效增加溶质的分配系数和渗透速率，提高萃取效率，增加灵敏度，缩短萃取时间。通过该课题的完成，推进碳纳米管在样品前处理方面的优势和潜能，开拓液相微萃取新途径。

本项目经过三年的研究工作，针对中空纤维液相萃取有机液膜易流失，萃取时间相对过长，选择性低等问题，利用中空纤维和碳纳米管各自的优点，以中空纤维为基体，通过溶胶-凝胶法或表面活性剂辅助分散法将碳纳米管固定于中空纤维壁孔中，设计制备、表征和评价了新型的碳纳米管增强中空纤维（CNTs-HF）萃取材料，发展了4种碳纳米管增强中空纤维液相固相微萃取（CNTs-HF-SPME）技术，并创新性地构建了碳纳米管增强中空纤维固相/液相微萃取（CNTs-HF-S/LPME）体系。该体系的优势在于固定于中空纤维壁孔的碳纳米管和内腔的有机溶剂形成吸附和萃取的双重效果，固相微萃取和液相微萃取两种萃取模式结合，达到萃取效率和富集能力均优于单一固相微萃取和液相微萃取的目的。在完成基金研究内容的基础上，首先，为了突显萃取材料的选择性，创新性地将具有主客体识别作用的环糊精修饰在碳纳米管上，通过环糊精的范德华力、疏水作用和尺寸效应实现其高选择性的萃取性能；其次，为克服萃取过程中萃取时间过长的问题，将电场引入到萃取中，以电迁移替代被动扩散成为萃取主动力，加快了传质过程，缩短了萃取时间，从而发展了碳纳米管增强中空纤维电膜萃取（CNTs-HF-EME）技术。多种修饰的碳纳米管增强中空纤维萃取技术广泛地应用于食品、药品、环境中有害成分的高效液相色谱快速分析中。总之，该项目研究工作，制备了新型萃取材料，拓展了微萃取新技术，实现了复杂基质样品中微量或痕量物质的快速、高效、选择性地吸附萃取。.在本项目基金资助下，发表SCI论文18篇，会议论文8篇；培养硕士研究生6人；参加学术会议4次，口头报告5次。