多巴胺修饰磁性石墨烯的制备及在三唑类农药残留分析中的应用研究

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农药作为农业生产中的必需品,对提高农产品质量和产量具有重要作用。但不合理使用农药可能会引起农药残留危害,进而给人类健康和生态环境带来潜在风险。开发可靠的样品前处理技术对农药残留的检测和治理具有重大意义。磁性固相萃取(magneticsolid-phaseextraction,MSPE)作为一种简单、高效、环境友好的前处理技术已经被广泛应用。在MSPE过程中,通过加入磁纳米吸附剂(magneticnanosorbents,MNs)对目标分析物进行吸附,并在磁场作用下将其快速分离,可以避免离心、过滤、净化等繁琐过程。开发新型MNs已成为目前研究热点。石墨烯(graphene,G)由于其独特的电子效应、较大的比表面积、易被多种基团功能化等特点,被视为优良的吸附剂并得到广泛应用。聚多巴胺(polydopamine,PDA)作为生物高分子聚合物,由多巴胺盐在基体上氧化自聚而得,其分子结构中具有高度离域的π-π共轭体系,表面基团也具有较高的活性,在水中有优异的分散性,这些特性使PDA在样品前处理中作为新型吸附材料显示出巨大的潜力。  为此,本文制备了多巴胺修饰磁性石墨烯(PDA@MG),将其作为吸附剂建立了水样中三唑类杀菌剂农药残留的分析方法,主要工作如下:  (1)通过反应得到GO、MRG、PDA@MRG,并逐一进行了表征。扫描电镜观察GO呈单层结构;透射电镜显示MRG呈片状,Fe3O4附着在上面,外面有PDA包裹;红外光谱显示GO、MRG、PDA@MRG均出现特征吸收峰,表明目标化合物的成功合成;磁强分析显示,MRG和PDA@MRG的磁饱和强度分别为31.1emug-1和24.8emu·g-1。  (2)以合成的PDA@MRG作为吸附剂进行提取试验,考察影响提取效果的几个参数,最终得到各参数最优结果为:吸附剂用量40mg,盐浓度为1%,pH为5,吸附平衡时间15min,1.5mL乙腈作为洗脱剂(每0.5mL涡旋30s)。  (3)对所建立的方法进行验证以考察方法准确性,结果显示该方法在0.2-50μg·L-1内有良好的线性,相关系数在0.9962-0.9996之间。检出限为0.0048-0.0084μg·L-1,RSD在1.7-4.8%之间,富集倍数为572-916倍,说明利用该方法可以准确分析水中三唑类杀菌剂残留。通过对待测农药进行分析,推断其吸附机理可能为氢键、π-π堆积作用。而三唑酮回收率低,原因可能是三唑酮的结构中缺少苯环和羟基而造成PDA难以亲和。  (4)利用所建立的方法对实际水样进行分析。在6种实际水样中均未检测到目标分析物。其中5种水样的添加回收率在69.4-106.4%之间,相对标准偏差在1.0-6.5%之间,达到农药残留分析的要求。南湖水的添加回收率值较低,可能是湖水有机杂质太多而占占据了可用于目标分析物吸附的吸附位点。
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