[發明專利]一種官能團修飾介孔石墨烯復合材料的合成方法及其應用

在審

• 申請號: 201410572394.8
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN105588899A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 李嫣;劉曉丹;馮嘉楠;孫雪妮;鄧春暉
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G01N30/06
• 分類號: G01N30/06
• 代理公司: 上海元一成知識產權代理事務所(普通合伙) 31268
• 代理人: 吳桂琴

技術領域

本發明屬于納米富集材料與分析技術領域，涉及官能團修飾介孔石墨烯復合 材料，具體涉及一種官能團修飾介孔石墨烯復合材料的合成方法及其應用。該合 成的復合材料適用于食品中疏水性有毒有害物富集。

背景技術

研究報道食品中常見的化學污染物質主要包括農藥殘留物、獸藥殘留物、自 源性污染物、食品添加劑及非法添加物等幾大類。由于食品種類繁多，基質迥異 復雜，因此，給食品的化學污染物質的檢測造成了極大的困難。通常，為了有效 地對食品中有害物質進行檢測，食品樣品的前處理是必不可少的一個環節。

目前針對食品的化學污染物質的檢測需對污染物質進行萃取，食品中污染物 質的萃取方法，通常包括液液萃取、蛋白沉淀、固相萃取等，也可使用微波輔助 提取或加速溶劑萃取，以加速實現完全的萃取；但是隨著污染物的種類不斷變化， 多級色譜-質譜聯用(GC-MS/MS,LC-MS/MS)越來越多被用來作為分析檢測的手 段，以便同時分析更多的物質，因此待測樣品的前處理方法的要求越來越高，其 中最有發展潛力的方法之一是固相微萃取(SPME)，其中利用固相微萃取材料與 疏水性分子的相互作用，在富集濃縮的同時，達到同時排阻蛋白等大分子。

近年來，石墨烯作為21世紀以來最受關注的納米材料之一，具有石墨烯的 二維單分子層碳六角型平面薄膜結構，具有非凡的電學、熱學、力學性能，若干 基于石墨烯平臺的納米復合物被研制，再加之具有相當廣闊的理論表面積，研究 者關注于將石墨烯與介孔硅二者的特點和優勢，通過引入官能團實現對石墨烯基 材料的功能化，將擴大石墨烯材料的應用領域。

本申請的發明人擬提供一種官能團修飾介孔石墨烯復合材料的制備方法以 期制備的復合材料用于食品中疏水性有毒有害物富集及進一步的檢測。

發明內容

本發明的目的在于提供一種官能團修飾介孔石墨烯復合材料的合成制備方 法以及用于富集、分離、提取食品中激素殘留分離的質譜檢測，制得的復合材料 用于檢測時其同步去蛋白提取藥物的時間短，檢測靈敏度高，精密度好，提取效 率高。

本發明中將石墨烯酸化處理，與十六烷基三甲基溴化銨一起分散到水中，并 加入堿、正硅酸乙酯、乙醇和烷基三乙氧基硅烷，一步包覆上介孔硅同時在介孔 內壁修飾上C1-C18疏水鏈，制得固定的C1-C18烷基鏈的介孔石墨烯復合材料。

本發明中的官能團修飾介孔石墨烯復合材料的合成方法簡單，在石墨烯的基 礎之上，同時引入具有富集功能的官能團，制得具有較大比表面積的復合材料， 將此復合材料用于食品中疏水性有毒有害分子的富集研究，具有很好的富集效 果，而且操作方法比固相萃取方法更為簡便有效。

本發明提供了一種官能團修飾介孔石墨烯復合材料的制備方法，其包括步 驟：

(1)將石墨烯均勻分散在濃硝酸中進行酸化處理，得石墨烯與十六烷基三甲 基溴化銨，清洗、干燥；

(2)將步驟(1)所得到的石墨烯與十六烷基三甲基溴化銨一起分散在水中， 得混合溶液；

(3)將步驟(2)所得到的混合溶液，加入氫氧化鈉和水分散均勻，在60-120 ℃加入攪拌下，再加入正硅酸乙酯與乙醇的混合物，之后再加入正硅酸乙酯與烷 基三乙氧基硅烷中，繼續反應8-24小時后，洗凈，得到官能團修飾介孔石墨烯 復合材料。

本發明提供了上述官能團修飾介孔石墨烯復合材料的用途，具體涉及所述的 基于官能團修飾介孔石墨烯復合材料在用于食品液體中對食品中的疏水性有毒 有害化合物進行富集、分離、提取分析的應用，其中，包括以下步驟：

(1)將所述的官能團修飾介孔石墨烯復合材料按照質量/體積＝10/1的甲醇 活化并清洗去除表面吸附的雜質，再分散到甲醇中；

(2)取適量官能團修飾介孔石墨烯復合材料懸浮液，加入200-500μL食品 液體中充分混合，使食品中的疏水性有毒有害化合物進入官能團修飾介孔石墨烯 復合材料的介孔內并與其表面選擇性地結合；

(3)離心實現分離和富集，得到固相化食品中的疏水性有毒有害化合物；洗去蛋 白、生理鹽等，使激素滯留在復合材料的介孔中；

(4)用0.1-0.2mL洗脫液將食品中的疏水性有毒有害化合物從官能團修飾介孔 石墨烯復合材料的孔道內部釋放出來，并進行質譜檢測。