專利名稱：一種以玻璃微球為載體的β-環(huán)糊精基質(zhì)吸附材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品、環(huán)境、生物樣品中有機物的痕量分析領(lǐng)域，特別是涉及一種以玻 璃微球為載體β -環(huán)糊精基質(zhì)吸附材料，該吸附材料用于揮發(fā)性有機化合物的吸附。
背景技術(shù)：
揮發(fā)性有機化合物(VOC)在樣品中的含量較低，需要進行樣品富集以達到檢測所 需的靈敏度。常用的富集方法是吸附劑吸附法，具有操作簡單、成本較低、易運輸儲存等優(yōu) 點。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)系到測定結(jié)果的可靠性和準確性。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)吸附劑對水的親和力要??；(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單、可靠的采樣及測定方法是實現(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)明提供了一種吸附材料，該吸附材料由載體和涂覆在 載體上的涂層溶膠組成，載體為玻璃微球、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，涂層溶膠通過如下方法制備將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、或環(huán)氧丙氧丙基三甲 基硅烷、四乙氧基硅烷、1-5重量份的三氟乙酸充分攪拌制備得到涂層溶膠。優(yōu)選地，載體為玻璃微球。涂層中的β-環(huán)糊精可以用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)明還提供了一種吸附材料，該吸附材料由包含如下步驟的方法制備得到(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，(3)涂層的老化在氮氣保護下，進行程序升溫老化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中，利用二氯甲烷30-60°C回流l_4h。其中步驟(2)的溶劑的制備方法如下將10重量份羥基封端聚二甲基硅氧烷用二氯甲烷稀釋，然后加入聚二甲基硅氧 烷用量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攪拌制備得到；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)明玻吸附材料利用玻璃微球為載體，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 β-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 擴大了涂層對被吸附物質(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)，對吸附 質(zhì)有強烈的吸附能力，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


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。
具體實施例方式為了理解本發(fā)明，下面以實施例進一步說明本發(fā)明，但不限制本發(fā)明。實施例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三氟乙酸充分攪拌得溶膠。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。在氮氣保護下，進行程序升溫老化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中，利用二氯甲烷40°C回流2h。實施例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)，利用氮吹的方式對香精樣品進行富集，利用熱脫附儀進行解吸，GC/MS檢測。實施例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室內(nèi)空氣樣品 進行富集，利用熱脫附儀進行解吸，GC/MS檢測。實施例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，對烹調(diào)菜 肴香氣成分進行富集，利用熱脫附儀進行解吸，GC/MS檢測。實施例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，對酒中風 味組成成分進行富集，利用熱脫附儀進行解吸，GC/MS檢測。實施例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，對肉味香 精風味組成成分進行富集，利用熱脫附儀進行解吸，GC/MS檢測。本發(fā)明的吸附材料已經(jīng)通過具體的實施例進行了描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒 本發(fā)明的內(nèi)容適當改變原料、工藝條件等環(huán)節(jié)來實現(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對于本領(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
一種吸附材料，該吸附材料由載體和涂覆在載體上的涂層溶膠組成，載體為玻璃微球、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，涂層溶膠通過如下方法制備將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、或環(huán)氧丙氧丙基三甲基硅烷、四乙氧基硅烷、1 5重量份的三氟乙酸充分攪拌制備得到涂層溶膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附材料，其中載體為玻璃微球。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附材料，涂層中的β-環(huán)糊精用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。
4.一種吸附材料，該吸附材料由包含如下步驟的方法制備得到(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，(3)涂層的老化在氮氣保護下，進行程序升溫老化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中，利用二氯甲烷30-60°C回流l_4h ；其中步驟(2)的溶劑的制備方法如下將10重量份羥基封端聚二甲基硅氧烷用二氯甲烷稀釋，然后加入聚二甲基硅氧烷用 量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攪拌制備得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的吸附材料，其中步驟(1)中的玻璃微球用硅膠微粒、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。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的吸附材料，涂層中的β-環(huán)糊精用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為載體β-環(huán)糊精基質(zhì)吸附材料，該材料由玻璃微球載體和涂覆在載體上的涂層溶膠組成，涂層溶膠通過如下方法制備將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、或環(huán)氧丙氧丙基三甲基硅烷、四乙氧基硅烷、1-5重量份的三氟乙酸充分攪拌制備得到涂層溶膠。該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，從而擴大了涂層對被吸附物質(zhì)極性的選擇范圍。
文檔編號B01J20/32GK101992066SQ20101027080
公開日2011年3月30日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者鄧莉, 邢海鵬, 郝學(xué)財 申請人:天津春發(fā)食品配料有限公司