水样中痕量有机污染物的分析在环境分析化学领域具有重要的研究意义,然而实际水质的复杂性使得准确地获得分析结果成为一项富有挑战性的工作,样品前处理过程是解决该问题的重要手段。在各种样品前处理技术中,固相微萃取（SPME）自发明以来,得到了飞速的发展,这项技术主要是利用一个微型萃取相使采样、预处理、富集和进样集中于一个无需溶剂的步骤完成,因此涂层材料成为这项技术的核心,决定了SPME的萃取灵敏性和应用范围,本文针对目前商业化SPME纤维萃取灵敏性低、选择性低、分析时间长和分析对象单一等问题,从涂层材料的形貌、孔径、结构和组成四个方面,开展了其与水中典型有机污染物（以多环芳烃为例）的固相微萃取性能之间构效关系的研究,具体内容及结果如下:（1）通过“在水体系中的变形”方法,仅改变反应物的比例以合成两种具有不同形貌的纳米晶体材料,合成过程简单、无害化,把得到的材料碳化之后,可以制得沸石咪唑骨架（ZIF）衍生的纳米叶子状碳（NLCs）和十二面体碳（DHCs）材料,把它们涂覆于不锈钢丝制成同样厚度的SPME纤维,用于萃取水样中的多环芳烃（PAHs）,通过比较它们的萃取效率,发现NLCs涂覆的纤维对PAHs的富集因子高于DHCs涂覆的纤维约1.2-46.5倍,这个结果表明纳米叶子状碳材料可以为有机分析物的吸附提供更多的活性位点,故其涂覆的纤维展示出更强的富集能力,可以被用于萃取富集实际环境水样和土壤样品中的PAHs分析物,最后对比制得的纤维与商业化纤维对双酚A降解产物的分析色谱图发现,纳米叶子状碳涂覆的纤维具有更高的富集能力,可以检测出更多种类的分析物。（2）考虑到PAHs相对较大的分子尺寸,将具有介孔结构的中空碳球涂覆在不锈钢丝上制成SPME纤维,通过一系列表征,结果表明该纤维涂层具有大的比表面、高的多孔性、均一的孔径以及强的疏水性。然后把此纤维用于萃取复杂环境水样中的PAHs,对实验参数包括萃取和解吸条件进行优化研究,与商业化纤维进行对比,发现合适的介孔尺寸（2.57 nm）有利于相对大分子分析物的吸附。结果表明,这种纤维对PAHs展现出了在5-2000 ng L-1之间宽的线性范围、在0.20-1.15 ng L-1之间低的检测线、相对标准偏差（RSD）在5.8-9.0%之间的可重复性和RSD值在4.1-8.6%之间的重现性,而且在经历120次吸附-脱附循环之后,纤维的萃取效率没有明显的下降,说明制得的中空介孔碳球是水环境分析应用中一种比较有潜力的萃取剂。（3）利用硝酸锌和2-甲基咪唑溶液制备出一种金属有机骨架材料——ZIF-8纳米立方体,然后通过碳化得到实心的碳纳米立方体材料,利用单宁酸刻蚀和煅烧相结合的方法得到空心的碳纳米立方体材料,最后把这两种材料涂覆在不锈钢丝上制成SPME纤维。由于中空结构提供的丰富的活性位点,疏水性和π-π堆积作用的存在,中空碳纳米立方体材料涂覆的纤维对PAHs展现出的富集能力是实心碳纳米立方体材料涂覆的纤维的约1.1-2.2倍。通过动力学吸附和计算结果可以看出中空碳纳米立方体材料基本上具有高于实心材料1个数量级的动力学速率,中空碳纳米立方体材料涂覆的纤维的萃取平衡时间也明显短于实心碳纳米立方体材料涂覆的纤维。这些结果表明:独特的中空和丰富的介孔结构是影响纤维萃取性能的一个重要因素,制备的该纤维可以成功地用于实际水样中的PAHs的萃取。（4）针对实际样品分析检测组分复杂,需要构建对广谱化污染物能产生高富集效率的新涂层,将ZIF-8粉末置于单宁酸溶液中刻蚀,得到双层中空结构ZIF-8晶体,通过直接碳化的方法得到双层中空氧化锌/碳（Zn O/C）材料,然后将Zn O/C粉末涂覆在不锈钢丝表面以形成Zn O/C涂覆的SPME纤维（Zn O/C-F）,与气相色谱-质谱联用检测水样中极性（氯酚类）和非极性（苯系物类）有机污染物。通过比较该纤维与ZIF-8衍生的纯Zn O和纯碳材料涂覆的纤维（分别为Zn O-F和C-F）的萃取性能,发现Zn O/C-F对氯酚类化合物的萃取效率是Zn O-F的约1.6-2.4倍,对苯系物的萃取效率是C-F的约1.3-2.2倍,说明在组成上,均匀分散的Zn O和碳骨架能够提供丰富的吸附位点,Zn-OHs能够与氯酚类通过氢键作用键合,并且碳组分能够通过π-π堆积作用和疏水作用吸附苯系物;通过比较该纤维与ZIF-8衍生实心Zn O/C材料涂覆的纤维在萃取应用的效率,发现Zn O/C-F比实心Zn O/C涂覆纤维的萃取效率约高2-3倍,说明双层中空的形貌有利于该纤维涂层的灵敏性萃取。