[發明專利]C8修飾磁性氧化石墨烯的制備及其在樣品前處理中的應用方法

在審

• 申請號: 201810945204.0
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109092252A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 馬曉國;王睿;張曉君
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/34
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本發明公布了辛基(C8)修飾磁性氧化石墨烯的制備及其在樣品前處理中的應用方法，屬于樣品前處理技術領域。制備方法如下：采用改進Hummer法合成氧化石墨烯，用化學共沉淀法在其表面負載Fe₃O₄粒子，得到磁性氧化石墨烯。接著，磁性氧化石墨烯與辛基三甲氧基硅烷反應，經磁分離后，用超純水、乙醇洗滌，真空干燥，得到C8修飾的磁性氧化石墨烯材料。該材料對鄰苯二甲酸酯具有良好的吸附性能，并可與水相快速分離，平衡時間短、吸附量較高，可多次重復利用，能同時實現對水中多種鄰苯二甲酸酯類化合物的分離富集，在樣品前處理中具有重要應用價值。

技術領域

本發明屬于樣品前處理技術領域，具體涉及辛基(C8)修飾磁性氧化石墨烯的制備方法，以及該材料在環境水樣中痕量鄰苯二甲酸酯類化合物分離富集中的應用。

背景技術

鄰苯二甲酸酯(PAEs)以其在塑料和塑料產品中良好的相互混溶性而得到世界范圍內的廣泛使用。但是PAEs作為內分泌干擾物，危害人體健康和生態環境，被多個國家列為優先控制污染物。因此，研究靈敏、準確的PAEs檢測方法具有重要意義。由于PAEs在環境水體中濃度很低，同時干擾物較多，常規分析方法常常難以滿足其痕量檢測要求。必須采用分離富集技術，以提高PAEs的濃度并消除樣品基體成分的干擾。傳統分離富集方法如液-液萃取等，存在操作繁瑣、重現性差、回收率不高等缺陷。所以，有必要發展樣品分離富集新技術，以提高方法對PAEs的檢出能力和分析結果的準確性。

固相萃取是廣泛采用的樣品前處理技術，具有操作簡便、富集倍數高、可與多種分析儀器聯用等特點。吸附劑是該技術的核心。但常用的固相萃取材料吸附效率不高、步驟多、過柱慢、易堵塞、處理時間長。氧化石墨烯比表面積大，含有大量含氧基團，具有很好的親水性，是一種優良吸附劑。但這些含氧基團的存在，使得氧化石墨烯對非極性化合物的吸附能力下降。如果對氧化石墨烯進行烷基鏈修飾，可望改善其對非極性化合物的吸附性能。另一方面，在氧化石墨烯材料中引入磁性成分，借助外加磁場可實現快速的固-液相分離。

發明內容

針對現有材料和技術的不足，本發明旨在開發出一種吸附效果好、處理速度快、分析成本低的新型材料，用于分離富集水中痕量鄰苯二甲酸酯(PAEs)等有機污染物。

為此，采用改進Hummer法合成氧化石墨烯，用化學共沉淀法在其表面負載Fe₃O₄粒子，得到磁性氧化石墨烯。接著，磁性氧化石墨烯與辛基三甲氧基硅烷反應，經磁分離后，用超純水、乙醇洗滌，真空干燥，得到C8修飾的磁性氧化石墨烯材料。以該材料作為吸附劑，實現了對環境水樣中痕量PAEs的高效、快速分離富集，并可多次重復使用，從而大大提高了樣品前處理的效率。

本發明所采用的技術方案是：

1、C8修飾磁性氧化石墨烯的制備方法，包括以下步驟：

(1)稱取3g鱗片石墨與20g高錳酸鉀，略微混合均勻，置于500mL三頸燒瓶內，在冰水浴、強烈攪拌作用下，緩慢加入400mL提前配置好的濃硫酸與磷酸(體積比9∶1)。以上過程嚴格控制加入速度以防反應過于劇烈和氧化劑損失而氧化不充分，并持續攪拌反應1h控制反應液溫度不超過20℃。完成以上低溫反應后將反應裝置轉移，置于50℃的恒溫水浴鍋中進行中度氧化，攪拌反應8-10h。之后將略微冷卻的混合液緩慢加入400mL冰水中，并轉移至90℃的恒溫油浴鍋內攪拌反應30min。高溫水解階段后將其放至室溫，然后倒入等體積的超純水中并向其中滴加雙氧水至無氣泡生成，此時體系顏色為亮黃色。靜置沉降，棄去上清液，用去離子水、無水乙醇分別洗滌3次后，將最終離心得到的沉積相在50℃下真空干燥，得氧化石墨烯(GO)。