A polymer modified porous substrate for solid phase extraction or chromatography, comprising a porous substrate and a polymeric monolith formed thereon, wherein the polymeric monolith comprises C.sub.5-10 monocyclic or bicyclic aryl or heteroaryl, optionally substituted with -L-Q.sub.p-R.sub.q; where q is 0-3, p is 0-5, Q is --NRC(O)--, --C(O)NR--, --OC(O)NR--, --OC(O)R--, --NRC(O)O--, --NRC(O)NR--, --NCO, --CHOHCHOH--, CH.sub.2OCHCH.sub.2O--, --(CH.sub.2CH.sub.2O).sub.s--, --(CH.sub.2CH.sub.2CH.sub.2O).sub.s--, --C(O)--, --C(O)O--, --CH.sub.2C(O)CH.sub.2--, --S--, --SS--, --CHOH--, --O--, --SO--, --SO.sub.2--, --SO.sub.3--, --OSO.sub.3, --SO.sub.2NR--, --NR.sub.q--, and --NR.sub.q.sup.+--, --CN, --NC, --CHOCH--, --NHC(NH)NH--, --NO.sub.2, --NO, --OPO.sub.3--, --OH; and R is hydrogen, C.sub.5-10 monocyclic or bicyclic aryl or heteroaryl, C.sub.1-12 branched, unbranched, or cyclic hydrocarbyl; L is a bond or a C.sub.1-12 branched, unbranched, or cyclic hydrocarbyl. Methods of preparing and using the polymer modified porous substrates are disclosed.