[發明專利]一種電化學還原氧化石墨烯固相微萃取纖維制備方法

有效

• 申請號: 201910078052.3
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109781885B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 沈曉芳;郭思依;楊成;龐月紅
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/08
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種電化學還原氧化石墨烯固相微萃取纖維制備方法，屬于食品安全檢測技術領域。本發明提供一種電化學還原氧化石墨烯固相微萃取纖維的制備方法，利用氧化石墨烯在負電位下發生還原反應，在金屬絲工作電極上沉積形成還原氧化石墨烯涂層，用于萃取食品中的苯并[a]芘，并結合氣相色譜儀進行檢測。本發明方法簡單快速，涂層厚度可通過沉積時間自由控制，同時結合石墨烯比表面積大、吸附能力強的優點，大大提高了固相微萃取的工作效率。

技術領域

本發明涉及一種電化學還原氧化石墨烯固相微萃取纖維制備方法，屬于食品安全檢測技術領域。

背景技術

固相微萃取(solid-phase microextraction,SPME)是一種操作簡便，不需要大量溶劑的萃取、富集技術。由于其簡單便捷，集分離富集檢測于一體的優點，在食品檢測領域得到廣泛應用。一些商業化的固相微萃取纖維本身存在一些限制，諸如石英基底易斷裂，熱穩定性和化學穩定性較差，且價格昂貴。因此，制備一種性質穩定且機械強度較大的固相微萃取纖維是很有必要的。SPME技術的核心是萃取涂層，涂層的性質不僅與涂層材料的物理化學性質有關，還與涂層的制備方法密切相關。目前，常用的涂層制備方法有溶膠凝膠法，物理涂漬法，共價鍵和法等，然而這些制備方法存在重現性較差，涂層穩定性較弱的缺點。電化學沉積法可以很好的控制制備過程，方法簡單快捷，重現性較強。因此，可將電化學沉積法廣泛應用于固相微萃取纖維的制備中。

石墨烯具有大的比表面積和共軛結構，同時石墨烯材料也具有很好的化學穩定性和熱穩定性。這些優良特性使得石墨烯適合作為固相微萃取涂層，其穩定性強，簡便高效，適用范圍廣。石墨烯的大π結構可與苯環類物質之間通過π-π堆積相互作用進行萃取富集。苯并[a]芘作為多環芳烴類強致癌物的典型代表，由于環境污染或不良的食物烹飪方式，廣泛存在于食品當中。GB 2762-2017《食品安全國家標準食品中污染物限量》中規定，在谷物及其制品、肉及肉制品、水產動物及其制品中苯并[a]芘不得超過5μg/kg；在油脂及其制品中不得超過10μg/kg，過量的苯并[a]芘攝入會間接導致人體的制畸致癌致突變。因此，開發建立一種簡單快速高效的食品中苯并[a]芘富集檢測方法是很有必要的。

發明內容

為了解決上述問題，本發明開發了一種電化學還原氧化石墨烯固相微萃取纖維的制備方法，并結合氣相色譜儀，應用于烤肉中苯并[a]芘含量的富集檢測。本發明通過電化學沉積，在金屬電極上快速可控地制備出還原氧化石墨烯涂層，該涂層材料比表面積大，熱穩定性和化學穩定性強，對苯并[a]芘具有較強的吸附作用。

本發明利用電化學沉積，使氧化石墨烯在負電位下還原成還原氧化石墨烯而沉積在金屬電極上，先用王水腐蝕不銹鋼絲得到粗糙表面，將金屬絲作為工作電極插入氧化石墨烯電解液中，在三電極體系下，采用恒電位法施加負電壓并保持一段時間，取出不銹鋼絲，晾干后組裝，得到電化學還原氧化石墨烯固相微萃取纖維。

本發明的第一個目的是提供一種石墨烯固相微萃取纖維的制備方法，所述方法包括：

以基底纖維為工作電極，插入氧化石墨烯電解液中，利用恒電位法施加負電壓，電化學沉積制備得到石墨烯固相微萃取纖維；所述負電壓為-1.2～-1.6V。

在本發明的一種實施方式中，所述電解液中氧化石墨烯的濃度為2～6mg/mL。

在本發明的一種實施方式中，所述電解液中還包括10～15g/mL的NaClO₄。

在本發明的一種實施方式中，所述基底纖維包括不銹鋼絲，鐵絲，銅絲中任意一種。

在本發明的一種實施方式中，所述基底纖維預先利用王水進行表面粗糙處理。

在本發明的一種實施方式中，所述基底纖維的下端2cm于王水中浸泡15min，取出后用蒸餾水洗凈，得到表面粗糙的基底。

在本發明的一種實施方式中，所述電解液的制備方法包括：