基于石墨烯功能材料的吸附-萃取技術在抗生素殘留分析中的應用研究.pdf

1、抗生素是一種用于治療細菌感染疾病及促進畜禽生長的藥物，自被發(fā)現(xiàn)以來廣泛應用于生產(chǎn)生活。但由于長期不合理使用，已造成環(huán)境和食品中持久性殘留，作為“新興污染物”嚴重威脅生態(tài)環(huán)境和人體健康。
　　固相萃取因其高效、省時、有機溶劑用量少、簡便易于自動化等優(yōu)點，已成為最重要的復雜基質(zhì)樣品前處理技術之一。吸附去除技術操作簡便、效率高、低能耗，是去除水環(huán)境中有機污染物最有效的方法之一。其中，吸附劑材料是決定固相萃取和吸附去除效率的核心。石墨烯及

2、其功能材料因其超大比表面積和富電子的二維芳香結構，近年來作為一種極有發(fā)展前景的吸附劑材料，在萃取及去除食品和環(huán)境水中抗生索殘留備受關注。
　　基于以上幾點，本論文在前人研究的基礎上設計合成了三種高吸附性能的石墨烯復合材料，將其用于磁性固相萃取和微型化吸頭固相萃取檢測動物源食品中喹諾酮類和磺胺類抗生素殘留，以及作為吸附劑材料用于高效去除環(huán)境水中金霉素研究。主要內(nèi)容如下:
　　(1)合成磁性金屬有機框架/氧化石墨烯復合材料(Fe

3、3O4/MIL-100(Fe)/GO)并作為磁性固相萃取(MSPE)吸附劑用于牛奶中恩諾沙星的檢測。Fe3O4/MIL-100(Fe)/GO由簡便的一步無氟溶劑熱法合成，并通過SEM、XRD、FT-IR和VSM等技術進行表征。對影響固相萃取效率的參數(shù)如樣品pH、吸附劑用量、萃取時間和洗脫劑的種類等進行了詳細優(yōu)化。結果表明:恩諾沙星在10.00-350.00μg L-1濃度范圍內(nèi)具有良好線性，相關系數(shù)r=0.9979;方法檢出限低至0.6

4、5μgL-1(S/N=3);方法精密度較好，日內(nèi)和日間相對標準偏差(RSDs)分別為1.6％、2.8％;將所建立的方法用于牛奶樣品中恩諾沙星的檢測，加標回收率介于85.7％-106.3％之間。該方法簡便、靈敏、重現(xiàn)性好，適合奶制品中恩諾沙星的痕量分析。
　　(2)建立了氧化石墨烯/聚吡咯(GO/PPy)泡沫型吸附劑的微型化吸頭固相萃取(PT-SPE)-高相液相色譜聯(lián)用測定蜂蜜和牛奶樣品中七種磺胺類抗生素殘留的分析方法。GO/PPy

5、由簡便原位聚合法合成，并通過SEM、XRD和FT-IR等技術進行表征。對GO/PPy用量、樣品pH、萃取轉速、洗脫劑的種類和體積等萃取參數(shù)進行了詳細優(yōu)化。在最優(yōu)條件下，七種抗生素在0.01-10.00mg L-1濃度范圍內(nèi)，峰面積與樣品濃度呈良好線性關系，相關系數(shù)r≧0.9996。檢出限(LODs)和定量限(LOQs)分別低于1.50μg L-1和5.05μg L-1。日內(nèi)和日間相對標準偏差(RSDs)分別小于1.1％和2.6％。對蜂蜜

6、和牛奶樣品進行加標回收實驗，回收率介于62.3％-109.0％和66.6％-106.9％之間。結果表明，泡沫型GO/PPy材料吸附性能好，PT-SPE方法簡便、省時、材料及試劑用量少、成本低，能夠適用于復雜樣品中磺胺類抗生素的痕量檢測。
　　(3)通過原位水解法合成氧化石墨烯/二氧化鈦(GO/TiO2)復合材料，并將其作為吸附劑用于高效去除水溶液中金霉素(CTC)研究。利用TEM、XRD、FT-IR、Raman光譜及XPS等技術對

7、GO/TiO2進行了形貌結構表征。通過吸附動力學、吸附等溫線和吸附熱力學系統(tǒng)探討了GO/TiO2的吸附性能及吸附機理。結果表明:吸附動力學符合二級動力學速率方程;Langmuir吸附等溫線測得較大的吸附容量（在298K時為261.10mg/g）;熱力學參數(shù)表明CTC在GO/TiO2上的吸附是自發(fā)吸熱過程。CTC和GO/TiO2之間的吸附機理推斷為配體交換、π-π電子供受作用、氫鍵和陽離子-π鍵作用。最后，將GO/TiO2應用于婺江水樣中