[發明專利]利用石墨烯檢測水體中酰胺及三氮苯類除草劑殘留的方法

無效

• 申請號: 201010229459.0
• 申請日: 2010-07-12
• 公開（公告）號: CN101915816A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 馬永強;王倩;張紅艷;辛卓;孟麗萱
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01N30/06
• 分類號: G01N30/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

技術領域

本發明屬于水體中農藥殘留分析領域，具體涉及一種利用石墨烯檢測水體中酰胺及三氮苯類除草劑殘留的方法。

背景技術

石墨烯是碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的一種炭質新材料，這種石墨晶體薄膜的厚度只有0.335nm，僅為頭發的20萬分之一，是構建其他維數炭質材料(如零維富勒烯、一維納米碳管、三維石墨)的基本單元，具有極好的結晶性及電學性。完美的石墨烯是二維的，只包括六角元胞(等角六邊形)；如果有五角元胞和七角元胞存在，會構成石墨烯的缺陷；少量的五角元胞存在會使石墨烯翹曲入形狀；12個五角元胞會形成富勒烯。石墨烯材料的理論比表面積高達2600m²/g，具有突出的導熱性能(3000W/(m·K))和力學性能(1060GPa)，以及室溫下高速的電子遷移率(15000cm³/(V·s))。石墨烯特殊的結構使其具有完美的量子隧道效應、半整數的量子霍爾效應、從不消失的電導率等一系列性質，引起了科學界巨大興趣，石墨烯正掀起一股研究的熱潮。石墨烯獨特的結構使其具有各方面優良的性能，而目前人們廣泛關注的是石墨烯在電學、熱學和力學等方面的應用，然而作為具有巨大比表面積的石墨烯在其吸附特性方面少有報道，尤其是作為吸附劑用于吸附農藥殘留物質的特性在國際上未見報道。然而，有關碳納米管作為新型吸附劑在吸附有機污染物質方面的應用卻已有廣泛的報道。石墨烯和碳納米管的基本組成單元是一樣的，兩者均是碳六元環的耦合，結構上的相似同樣造成兩者物理性質的相似，因此，對于繼碳納米管之后的新型炭質納米材料石墨烯在農藥殘留分析方面的應用也有待挖掘。

除草劑是對水資源安全具有最大隱患的一類農藥，特別是對地下水極具威脅。酰胺及三氮苯類除草劑均為常見除草劑種類之一，而且其在結構和使用上均有各自的特點。如酰胺類除草劑分子都含有酰胺結構，多數為土壤處理劑，在水中一般具有較大的溶解度和淋溶性，相比在土壤中，其在水中需要更長的降解時間，且其母體及代謝物都存在一定的危害。而三氮苯類除草劑從結構上來看是以三氮苯為基本結構，按N原子在苯環上分布均勻與否，可分為均三氮苯和非均三氮苯兩類，其殺草譜廣，適用范圍大，主要由植物根系吸收，具有內吸傳導作用，隨著三氮苯類除草劑在世界范圍內廣泛使用，這類農藥進入地表徑流后，常造成地表水污染，并對人類、動植物和水生生物造成不利影響，引起了一系列危害人類健康及農業生態問題，造成了巨大經濟損失。因此，加強對水體中兩類除草劑的殘留檢測的研究也愈發重要。

對于水體中酰胺及三氮苯類除草劑殘留分析，最傳統的前處理技術是液液分配法，但此方法溶劑用量大，既浪費成本，又會對環境和操作人員造成不良影響，而且還要反復萃取，操作過程比較繁瑣。另外一個傳統且在水體中除草劑殘留分析方面應用非常廣泛的前處理技術是固相萃取法，該法通常填料用量比較大，如常用于農藥殘留分析的吸附劑C18、C8、Florisil、炭黑、PSA等，這些吸附劑用量一般都在幾百毫克甚至更多，而且小柱事先需要用溶劑預淋活化，浪費溶劑，小柱均為一次性的，成本比較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用石墨烯檢測水體中酰胺及三氮苯類除草劑殘留的方法。

一種利用石墨烯檢測水體中酰胺及三氮苯類除草劑殘留的方法，具體操作步驟如下：

(1)萃取：取10～50mg的石墨烯加入到20～1000mL含有目標除草劑的水樣中，其中，水樣中目標除草劑的濃度為0.1～100μg/L，然后調節PH至3～11，攪拌靜置5～60分鐘；

(2)過濾：將步驟(1)的水樣快速通過過濾器，并且將水抽干；

(3)洗脫：取3～15mL洗脫溶劑直接在過濾器上將富集到石墨烯上的目標除草劑洗脫，洗脫速度控制在0.4～8mL/min，然后將洗脫液再通過2～5g無水硫酸鎂或無水硫酸鈉；

(4)濃縮：將步驟(3)的洗脫液在30～60℃下旋蒸近干，再用氮氣或空氣吹干，然后用1～2mL溶劑定容；

(5)檢測：將定容后的樣品進行氣相色譜或液相色譜檢測；

(6)回收：將使用過的石墨烯及萃取小柱依次用有機溶劑和蒸餾水進行洗滌，回收再利用。

步驟(1)所述目標除草劑選自以下物質中的一種或幾種：敵稗、甲草胺、乙草胺、丙草胺、丁草胺、異丙甲草胺、萘丙酰草胺、氟草胺、吡氟草胺、新燕靈、西瑪津、莠去津、撲草凈、氰草津、撲滅津、草達津、可樂津、莠滅津、特丁凈、莠去通、撲滅通、塞克津、敵草凈、異丙凈、甲氧丙凈；