2022年CAIA奖二等奖:功能化磁泡腾分散微萃取在行业污染物“绿色分析”中应用基础研究
时间:2023-04-12      来源:中国分析测试协会

完成单位:苏州科技大学环境科学与工程学院;温州医科大学公共卫生与管理学院;江苏康达检测技术股份有限公司

完成人:王学东,王慧利,李艳艳,刘伟,高明,周佩佩,李冠华

成果简介:在国家基金和地方产业项目支持下,开发了系列基于离子液体和功能化纳米材料的磁泡腾分散微萃取技术,系统解析了涉及的相关机理。开发新技术包括:基于共价有机骨架和金属有机骨架等复合材料的磁泡腾片剂;泡腾辅助可转换溶剂基分散微萃取;双阳性离子液体-复合纳米材料基泡腾微萃取;泡腾辅助双重微萃取;限域离子液体基泡腾微萃取;“开关型”荧光离子液体基微萃取等。理论解析创新性在于:咪唑基离子液体对行业污染物的荧光“锦上添花”现象;离子液体限域功能材料的“三重功效”;萘甲酸和巯基均酸类离子液体与弱荧光化合物的“分子扭转电荷转移”现象等。这些技术和理论得到了国内外同行的广泛认可、引用和技术追随。在微萃取领域发表论文105篇,他引2000多次,h-index为27,获批专利9项。开发的各类泡腾片剂在长三角地区多家环境和食品检测公司应用,降低了野外采样的人力、时间、冷冻储存及实验室提取-净化-浓缩前处理成本,获得了一线操作人员和检测公司的较高评价。

创新点及科学价值:所开发的系列基于特异功能化离子液体和纳米材料的泡腾片剂,呈现出较强技术和理论上的创新性。技术上的创新性体现在:所开发的酸源、碱源和荧光泡腾片,避免了酸源和碱源的直接接触,并通过辅助剂筛选,提供合适的泡腾反应速度和强度,故研制多类泡腾片剂具有分散反应时间长、效率高,能够长时间放置等优点,具较强的推广应用价值。理论上的创新性体现在:(1)系统解析了特异功能化离子液体或复合纳米材料对行业性污染物具差异吸附和萃取效率的机理,证实了材料的吸附效率取决于其特异功能基团与分析物的LogKow值间的匹配性。(2)开发的系列萘甲酸、巯基均酸和硼酸类特异功能化离子液体,能与弱荧光污染物产生分子内扭转电荷转移现象,实现强荧光增敏现象。(3)发现常规咪唑类离子液体对酚类污染物的荧光强度均呈现猝灭效应,荧光寿命与其强度变化相一致,猝灭呈现“动-静态”机制。然而对其荧光衍生物则呈现增敏效应,展现“锦上添花”现象。

社会经济效益:开发的系列特异功能化泡腾片(酸性泡腾片、碱性泡腾片、强荧光离子液体泡腾片、磁性离子液体泡腾片、极性化合物泡腾片)等产品,在浙江和江苏地区的多家环保检测公司得以应用,取得了较好的社会和经济效益。

应用前景:泡腾片剂产品可以野外使用,直接将污染水体中的污染物富集于片剂材料中,且泡腾片的强力分散可在短时间内提高富集和萃取效率,故具绿色、环保等优点,避免了一线监测人员需携带大量水样的难题,减少了他们的劳动强度,故在环境和食品分析等领域具有较强的应用前景。

 


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