本发明专利技术公开了固相微萃取纤维的一种制备方法，特别涉及采用化学镀技术，制备银-碳纳米材料复合涂层功能化金属丝的固相微萃取纤维。本发明专利技术先将碳纳米材料进行巯基化修饰，再在化学镀银过程中加入巯基化碳纳米材料，在金属丝表面沉积形成复合涂层，获得银-碳纳米材料复合涂层的金属丝固相微萃取纤维。本发明专利技术所制备的固相微萃取纤维具有优良的萃取性能、高的机械强度和稳定性，具有很好的应用潜力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固相微萃取纤维的一种制备方法，特别涉及采用化学镀银技术和巯基化的碳纳米材料，制备银-碳纳米材料复合涂层功能化金属丝的固相微萃取纤维。
技术介绍
固相微萃取是二十世纪末发展起来的一种集采样、富集、纯化、解析于一体的新型 样品前处理技术，具有无溶剂、成本低、萃取能力强、分析速度快、操作简便、易与其它分析仪器联用等优点，已广泛应用于食品、环境、药物及生化等样品中痕量组分的富集分析。该技术的核心部分是固相微萃取纤维，所以高性能固相微萃取纤维的制备一直是该领域最重要的方面。固相微萃取纤维性能主要取决于载体和萃取涂层。固相微萃取纤维的常用载体是石英丝，因为机械强度差而易断裂，制约着萃取纤维的使用寿命。人们开始选择机械强度高的金属丝如钛丝、铜丝、镍丝、不锈钢丝等作为载体，制备固相微萃取纤维，能够改善机械强度，但存在金属丝载体表面难以化学修饰萃取涂层的问题，限制了应用金属丝载体制备高性能的固相微萃取纤维。化学镀技术是指通过可控的氧化还原反应，将金属离子还原成金属单质而沉积在基体表面形成致密镀层的方法，具有镀层牢固、致密、均匀、易控制等特点。该技术可以用于镀银、镀镍、镀铜、镀铬等，能够在金属丝表面形成牢固的微米结构银镀层。银的化学稳定性良好，并能与巯基形成Ag-S共价键，带有巯基的纳米材料能够与银形成化学键。纳米材料具有比表面积大、吸附能力强、易于化学修饰等优点，被用于制备固相微萃取纤维涂层。碳纳米材料(如多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、纳米碳颗粒石墨稀等)是一类特殊的纳米材料，具有大比表面积、闻稳定性、超闻的机械强度、极强的吸附能力等独特优势，是性能优异的固相微萃取涂层材料。可以利用机械强度高的金属丝作为载体，借助于化学镀技术，将巯基化的碳纳米材料引入到化学镀银过程中，制备银-碳纳米材料复合涂层功能化金属丝的固相微萃取纤维。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供银-碳纳米材料复合涂层功能化金属丝固相微萃取纤维的一种制备方法。本专利技术借助于化学镀技术，将巯基化的碳纳米材料引入化学镀银反应过程中，获得银-碳纳米材料复合涂层功能化金属丝的固相微萃取纤维，具体制备过程包括以下A、B两个步骤A.碳纳米材料的巯基化将碳纳米材料加入反应容器中，加入适量的混酸，机械搅拌，一定温度下反应一定时间，反应完毕后，用水清洗产物，真空干燥，得到羟基化碳纳米材料，再将羟基化碳纳米材料加入反应容器中，以甲苯作反应溶剂，机械搅拌均匀，加入适量的巯丙基硅烷，回流一定时间，反应完毕后，依次用甲苯、乙醇、乙醇-水(I 1，v/v)、甲醇洗涤产物，真空干燥，得到巯基化碳纳米材料。B.银-碳纳米材料复合涂层的制备分别配置一定浓度的葡萄糖水溶液和银氨水溶液，在葡萄糖水溶液中加入适量的巯基化碳纳米材料，搅拌均匀后，将两溶液混合，迅速搅拌均匀后，将金属丝一端浸入反应溶液中，一定温度下反应一定时间，反应完毕后，依次用水、甲醇清洗金属丝，真空干燥，得到金属丝表面沉积的银-碳纳米材料复合涂层。本专利技术在碳纳米材料的巯基化步 骤中，碳纳米材料是指多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、纳米碳颗粒，混酸是指浓硫酸与浓硝酸体积比为3 I的混合物。本专利技术在碳纳米材料的巯基化步骤中，碳纳米材料质量与混酸体积的配比为I (30-100)，反应温度为30-120°C，反应时间为2-12h。本专利技术在碳纳米材料的巯基化步骤中，巯丙基硅烷是指3-巯丙基三氯(三甲氧基/三乙氧基)硅烷，羟基化碳纳米材料与巯丙基硅烷的质量配比为I : (0.5-3)，羟基化碳纳米材料质量与甲苯体积的配比为I : (50-100)，反应时间为12-72h。本专利技术在银-碳纳米材料复合涂层的制备步骤中，葡萄糖水溶液的浓度为0. 5-2mol/L，银氨水溶液浓度为0. 1-0. 5mol/L，巯基化碳纳米材料在葡萄糖水溶液中的浓度为 0. 5-5g/L。本专利技术在银-碳纳米材料复合涂层的制备步骤中，葡萄糖水溶液与银氨水溶液的体积比为I : 1，两者混合后要迅速搅拌均匀，反应温度为5-25°C，反应时间为l_5h。本专利技术所制备的固相微萃取纤维具有以下优点(I)本专利技术以金属丝作为载体可以改善石英载体易断裂的缺点，提高固相微萃取纤维的机械强度，从而提高使用寿命。(2)本专利技术所制备的萃取涂层厚度易控制，既具有微米结构银骨架的刚性，又具有碳纳米材料的良好萃取性能。(3)本专利技术所制备的固相微萃取纤维耐酸碱、耐高温。附图说明图I是单壁碳纳米管的巯基化反应示意图。图2是银-单壁碳纳米管复合涂层形成的反应机理示意图。具体实施例方式为了更好地理解本专利技术，通过实例进行说明实施例I :银-单壁碳纳米管复合涂层金属丝固相微萃取纤维的制备依次包括以下A、B两个步骤A.单壁碳纳米管的巯基化(反应过程如附图I所示)将0. 5g单壁碳纳米管加入反应容器中，加入50mL混酸(浓硫酸与浓硝酸体积比为3 1)，机械搅拌，反应温度为80°C，反应时间为6h，反应完毕后，用水清洗产物，110°C真空干燥12h，得到羟基化单壁碳纳米管，再将0. 3g羟基化单壁碳纳米管加入反应容器中，以30mL甲苯作反应溶剂，机械搅拌均匀，加入0. 3g 3-巯丙基三甲氧基硅烷，回流48h，反应完毕后，依次用甲苯、乙醇、乙醇-水(I l，v/v)、甲醇洗涤产物，70°c真空干燥8h，得到巯基化单壁碳纳米管。B.银-单壁碳纳米管复合涂层的制备(反应机理如附图I所示)分别配置IOmL I. 5mol/L的葡萄糖水溶液和IOmL 0. 5mol/L银氨水溶液，在葡萄糖水溶液中加入50mg的巯基 化单壁碳纳米管，搅拌均匀后，将两溶液混合，迅速搅拌均匀后，将金属丝一端浸入反应溶液中，10°C下反应4h，反应完毕后，依次用水、甲醇清洗金属丝，70°C真空干燥8h，得到金属丝表面沉积的银-单壁碳纳米管复合涂层。实施例2 :银-多壁碳纳米管复合涂层金属丝固相微萃取纤维的制备依次包括以下A、B两个步骤A.多壁碳纳米管的巯基化将0. 5g多壁碳纳米管加入反应容器中，加入25mL混酸(浓硫酸与浓硝酸体积比为3 1)，机械搅拌，反应温度为100°C，反应时间为8h，反应完毕后，用水清洗产物，110°C真空干燥12h，得到羟基化多壁碳纳米管，再将0. 3g羟基化多壁碳纳米管加入反应容器中，以20mL甲苯作反应溶剂，机械搅拌均匀，加入0. 6g 3-巯丙基三氯硅烷，回流24h，反应完毕后，依次用甲苯、乙醇、乙醇-水(I l，v/v)、甲醇洗涤产物，70°C真空干燥8h，得到巯基化多壁碳纳米管。B.银-多壁碳纳米管复合涂层的制备分别配置IOmL lmol/L的葡萄糖水溶液和IOmL 0. 3mol/L银氨水溶液，在葡萄糖水溶液中加入20mg的巯基化多壁碳纳米管，搅拌均匀后，将两溶液混合，迅速搅拌均匀后，将金属丝一端浸入反应溶液中，20°C下反应2h，反应完毕后，依次用水、甲醇清洗金属丝，70°C真空干燥8h，得到金属丝表面沉积的银-多壁碳纳米管复合涂层。实施例3 :银-石墨烯复合涂层金属丝固相微萃取纤维的制备依次包括以下A、B两个步骤A.石墨稀的疏基化将0. 5g石墨烯，加入30mL混酸(浓硫酸与浓硝酸体积比为3:1)，机械搅拌，反应温度为120°C，反应时间为本文档来自技高网...
【技术保护点】
银？碳纳米材料复合涂层金属丝固相微萃取纤维的制备方法，其特征在于方法依次包括以下A、B两个步骤：A.碳纳米材料的巯基化将碳纳米材料加入反应容器中，加入适量的混酸，机械搅拌，一定温度下反应一定时间，反应完毕后，用水清洗产物，真空干燥，得到羟基化碳纳米材料，再将羟基化碳纳米材料加入反应容器中，以甲苯作反应溶剂，机械搅拌均匀，加入适量的巯丙基硅烷，回流一定时间，反应完毕后，依次用甲苯、乙醇、乙醇？水(1∶1，v/v)、甲醇洗涤产物，真空干燥，得到巯基化碳纳米材料。B.银？碳纳米材料复合涂层的制备分别配置一定浓度的葡萄糖水溶液和银氨水溶液，在葡萄糖水溶液中加入适量的巯基化碳纳米材料，搅拌均匀后，将两溶液混合，迅速搅拌均匀后，将金属丝一端浸入反应溶液中，一定温度下反应一定时间，反应完毕后，依次用水、甲醇清洗金属丝，真空干燥，得到金属丝表面沉积的银？碳纳米材料复合涂层。
【技术特征摘要】
1.银-碳纳米材料复合涂层金属丝固相微萃取纤维的制备方法，其特征在于方法依次包括以下A、B两个步骤 A.碳纳米材料的巯基化 将碳纳米材料加入反应容器中，加入适量的混酸，机械搅拌，一定温度下反应一定时间，反应完毕后，用水清洗产物，真空干燥，得到羟基化碳纳米材料，再将羟基化碳纳米材料加入反应容器中，以甲苯作反应溶剂，机械搅拌均匀，加入适量的巯丙基硅烷，回流一定时间，反应完毕后，依次用甲苯、乙醇、乙醇-水(I 1，v/v)、甲醇洗涤产物，真空干燥，得到巯基化碳纳米材料。B.银-碳纳米材料复合涂层的制备 分别配置一定浓度的葡萄糖水溶液和银氨水溶液，在葡萄糖水溶液中加入适量的巯基化碳纳米材料，搅拌均匀后，将两溶液混合，迅速搅拌均匀后，将金属丝一端浸入反应溶液中，一定温度下反应一定时间，反应完毕后，依次用水、甲醇清洗金属丝，真空干燥，得到金属丝表面沉积的银-碳纳米材料复合涂层。2.如权利要求I所述的方法，其特征在于A步骤中，碳纳米材料是指多壁碳纳米管、单壁...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙敏，罗川南，范露露，邱化敏，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：
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