Page 57 - 《精细化工》2023年第11期
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第 11 期 罗 竞，等: 基于纤维素基固相萃取材料分析尿液中的苯丙胺毒品 ·2369·
采用 FTIR、XRD 及 XPS 对所制备的纤维素萃 处出现的对应于—OH 的特征峰强度有所减弱，且
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取材料 Cell-COOH 的结构和组分进行表征，结果见 在 1711 cm 处出现 C==O 键的特征峰，表明纤维素
图 2。 上的羟基参与反应，且改性后材料表面出现羧基基
团。图 2b 为纤维素原料与 Cell-COOH 的 XRD 谱图。
可以看出，纤维素在 2θ=15.1°与 22.3°处存在纤维素
Ⅰ 型 典型的 (101) 与 (002) 晶面 衍射 峰 [26] ，而
Cell-COOH 在这两处衍射峰的强度明显减弱，表明
在改性过程中纤维素的晶型保持不变，但结晶度略
有降低。同时，通过 XPS 分析了改性前后材料表面
官能团的差异（图 2c 和 d），改性前纤维素的 C 1s
谱图主要由 C—C/C—H（284.8 eV）、C—O/C—OH
（286.5 eV）和 C—O—C（287.9 eV）组成 [27] ，而
酯化反应后纤维素的 C—O/C—OH 峰强度略有下
降，且在 288.9 eV 处出现了新的峰，归属为 O—
C==O [28] ，表明反应后纤维素羟基数量下降，且材料
表面出现羧基基团。
纤维素反应前后的 SEM 如图 3 所示。可以看出，
反应前纤维素原料呈纤维长条状，经酸酐改性后的
材料表面褶皱增多，且出现碎屑状物质，这使材料与
吸附质间的接触面积增大，有利于吸附反应的进行。
图 3 纤维素（a、b）及 Cell-COOH（c、d）的 SEM 图
Fig. 3 SEM images of cellulose (a, b) and Cell-COOH (c, d)
为了考察 Cell-COOH 在不同溶剂及温度下的稳
定性，测定了在不同溶剂中浸泡过的萃取材料的红
外光谱及热失重曲线，结果如图 4 所示。从图 4a 可
以看出，萃取材料在超纯水、酸、丙酮及甲醇中浸
泡后，其红外谱图没有发生明显变化；但在碱溶液
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中浸泡后，材料在 1711 cm 处的 C==O 峰强有微弱
的下降，说明碱溶液在一定程度上会破坏材料的羧
图 2 纤维素与 Cell-COOH 的 FTIR 谱图（a）、XRD 谱 基结构，后续萃取过程中应避免碱性溶剂的使用。
图（b）及 C 1s 高分辨 XPS 谱图（c、d） 由图 4b 可见，浸泡过的萃取材料的热失重曲线与未
Fig. 2 FTIR spectra (a), XRD patterns (b) and C 1s 处理过材料相似；第 1 次质量损失发生在 25~240 ℃，
high-resolution XPS spectra (c, d) of cellulose and 主要是水和溶剂的蒸发所致；当温度升高至 240 ℃
Cell-COOH
以上时，材料出现大幅度的失重，可能是由于材料
图 2a 为纤维素原料及萃取材料的红外谱图。可 自身热降解导致 [29] ，可见材料及溶剂浸泡后材料在
以看出，纤维素与 PMDA 经过酯化反应后，在 3335 cm –1 240 ℃内均表现出较好的热稳定性。综上所述，该
