[發明專利]一種高效吸附凈化茶葉基質的還原氧化石墨烯及其制備方法、應用

有效

• 申請號: 201710332870.2
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107253715B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 馬桂岑;張明露;劉新;魯成銀
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院茶葉研究所
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184;B01J20/20;B01J20/30
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 沈淵琪

一種高效吸附凈化茶葉基質的還原氧化石墨烯及其制備方法、應用，屬于農產品樣品前處理技術領域。該還原氧化石墨烯由氧化石墨烯經胺基功能化得到。本發明具有以下有益效果：1）原料廉價易得，原材料為石墨，價格便宜；2）碳原子小于8的小分子胺在溶劑熱時與氧化石墨烯反應，使氧化石墨烯還原，形成還原的氧化石墨烯；同時小分子胺的氨基與氧化石墨烯的羧基反應形成酰胺鍵，生成的還原氧化石墨烯表面具有豐富的極性基團，如酰胺基、羧基、羥基與環氧基等，從而與茶葉基質中的色素、生物堿、茶多酚、糖類等高含量的組分的相互作用力更強，這保證了本發明的還原氧化石墨烯高的基質凈化效果；3）功能化還原氧化石墨烯吸附容量大，凈化效果好。

技術領域

本發明屬于農產品樣品前處理技術領域，具體涉及一種高效吸附凈化茶葉基質的還原氧化石墨烯及其制備方法、應用。

背景技術

我國是茶樹的原產地，茶葉生產歷史悠久。時至今日，茶葉已成為人們日常生活中必不可少的飲品。目前，我國茶葉遠銷海內外，成為最大的出口國。為保證消費者的健康安全，有關國家和地區對茶葉中農藥殘留量設定了非常嚴格的最大殘留限量（MRL）。國際市場上日趨嚴格的限量標準日益成為發達國家或農產品進口國重要的技術貿易壁壘手段。因此建立快速高效的農藥殘留檢測分析方法就顯得尤其重要。

樣品檢測分析通常包括樣品前處理和儀器檢測兩部分，其中樣品的前處理是關系到分析結果準確性的重要步驟，也是花費時間最多，步驟最繁雜的。前處理技術是制約樣品檢測分析的“瓶頸”。發展高效的樣品前處理技術，是當前檢測研究工作的重點。茶葉中含有色素、生物堿、茶多酚、糖類等多種物質，使得茶葉基質十分復雜。這些物質嚴重干擾茶葉痕量農藥殘留的檢測；因而需要對茶葉基質進行有效的凈化。目前的凈化過程通常需要三種或兩種吸附劑一起使用（PSA、GCB、C18）或需要SPE小柱輔助凈化，以達到較好的凈化效果，造成步驟繁瑣、試劑用量大、價格昂貴等缺點。

石墨烯作為一種新型的納米材料，具有優異的電學、力學和熱學等獨特物理學性質，在復合材料、傳感器、能源等領域具有重要的應用前景。近年來，石墨烯在農產品檢測領域的研究逐漸展開。如中國專利CN 102778521 A報道了利用石墨烯凈化蔬菜從而檢測農藥的方法。然而對于茶葉基質，石墨烯的凈化效果不明顯，因此亟待開發一種新材料用于茶葉基質的前處理以提高樣品的檢測水平。

與石墨烯相比，還原氧化石墨烯含有大量的含氧極性基團，如酰胺基、羧基、羥基與環氧基等。環氧基與羥基主要位于氧化石器烯的基面上，而酰胺基、羧基則通常分布于氧化石墨烯的邊緣處。與傳統復合吸附凈化材料（PSA、GCB、C18）及石墨烯相比，還原的氧化石墨烯與茶葉基質中的色素、生物堿、茶多酚、糖類等高含量的組分的相互作用力更強，因而茶葉基質的凈化效果更好。該吸附材料具有表面積大、分散性好、易分離等優點；并且還原氧化石墨烯不需要與其他吸附劑一起使用，因而在樣品前處理領域具有很好的應用前景。

基于上述問題，我們提出了一種高效吸附凈化茶葉基質的還原氧化石墨烯及其制備方法。該方法直接將氧化石墨烯與小分子短鏈的胺溶劑熱，因此制備方法簡單，操作方便，容易批量生產。目前為止，尚未見氨基修飾的還原的氧化石墨烯材料對茶葉基質高效吸附凈化的研究報道。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于設計提供一種高效吸附凈化茶葉基質的還原氧化石墨烯及其制備方法、應用的技術方案。

所述的一種高效吸附凈化茶葉基質的還原氧化石墨烯，其特征在于該還原氧化石墨烯由氧化石墨烯經胺基功能化得到。

所述的一種高效吸附凈化茶葉基質的還原氧化石墨烯，其特征在于所述的胺基功能化的胺來源于碳原子小于8的短鏈的小分子胺。

所述的一種高效吸附凈化茶葉基質的還原氧化石墨烯，其特征在于所述的碳原子小于8的短鏈小分子胺為氨水、乙胺、丙胺、乙二胺、正丁胺、叔丁胺、三正丁胺和己二胺中的一種或任意多種。