CN109675536B - 一种基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料、制备方法及应用 - Google Patents

一种基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料、制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料、制备方法及应用，属于分析化学技术领域，所述填料的成分包括硅胶、硫酸和氧化石墨烯，所述硫酸和氧化石墨烯键合在硅胶表面。所述填料的制备方法，包括以下步骤：1)硅胶预处理：将硅胶烘烤，干燥、冷却至室温；2)向步骤1)预处理的硅胶中逐滴加入浓硫酸，振荡混匀至没有结块，得到含有硫酸的酸性硅胶；3)称取氧化石墨烯，加入去离子水、超声，制备氧化石墨烯分散液；4)将氧化石墨烯分散液喷涂于所述的酸性硅胶表面，振荡混匀至没有结块、过夜，所述固相萃取柱用于检测蔬菜中有机污染物残留。本发明的填料制备的SPE柱净化分离效果好，稳定性高。

Description

一种基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料、制备方法及应用
技术领域
本发明属于分析化学技术领域，涉及一种基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料、制备方法及应用。
背景技术
持久性有机污染物(Persistent organic pollutants，简称POPs)，具有疏水性、持久性和生物富集性，易于在颗粒物和沉积物中吸附以及在生物体中富集并可以在环境中长距离迁移。POPs在环境中难降解，滞留时间长。研究表明大气、水体、土壤中的痕量POPs可通过食物链对人类和高级生物的健康造成危害，毒理学的研究也证明POPs在动物和人体中会长期累积，并通过食物链和生物放大作用向人体转移，影响人体健康，同时可能存在潜在的致癌性。因此蔬菜中痕量POPs的分析检测尤为重要。
蔬菜中的有机污染物残留分析，样品净化至关重要。固相萃取(SPE)净化技术是一种新型的样品前处理技术，具有高效、快速、方便和高选择性等优点，被广泛应用于环境样品中污染检测的前处理过程中。蔬菜中有机污染物残留检测的前处理存在净化实验过程复杂、使用耗时长、有机溶剂用量大、灵敏度差等问题，同时，针对蔬菜中提取的污染物进行净化的固相萃取柱，如何选择合适的填料提高除杂效率至关重要，因此开展此方面的相关研究是很有意义的。
氧化石墨烯(Graphene oxide，简称GO)是一种新型碳质纳米材料，由于其环保、吸附性能优异、表面积大、羟基(-OH)、环氧基团(-O-)、羧基(-COOH)等官能团众多，被广泛用作吸附剂材料。氧化石墨烯基材料在吸附方面具有显著的应用潜力。以石墨烯溶胶-凝胶涂层为吸附剂的固相微萃取(SPME)已成功用于环境样品中多溴二苯醚的测定。基于硅胶或改性硅胶的碳材料将为固相萃取技术提供一类新的、高性能的吸附剂，将其应用于环境中各种痕量有机污染物及代谢产物的检测前处理，其应用潜力巨大，发展前景广阔。
经检索，现有技术中存在相关的申请案，如中国专利申请号CN201210416516.5，公开日为2013年1月16日的申请案公开了一种基于石墨烯键合硅胶固相萃取柱，用于环境水样中有机污染物的富集分离。该石墨烯键合硅胶填料以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为交联剂，将石墨烯键合到硅胶表面，然后将产物石墨烯键合硅胶颗粒均匀填充于固相萃取柱内，得到石墨烯键合硅胶固相萃取柱。用多环芳烃类化合物萘、苊烯、芴、菲、荧葱、芘对该固相萃取柱的各项性能指标进行了测试，结果表明该固相萃取柱具有很好的萃取效率，重现性和稳定性。该石墨烯键合硅胶兼具石墨烯的大比表面积、强的π电子吸附能力和高的萃取容量，以及硅胶稳定的机械性能和好的吸附能力。此外，本发明所提供的石墨烯键合硅胶固相萃取柱制备成本低，操作简单，适合于大体积水样中低浓度有机污染物的预处理，在环境有机污染物的富集分离方面具有很好的应用前景。
经检索，现有技术中存在相关的申请案，如中国专利申请号CN201710703401.7，公开日为2017年10月20的申请案公开了一种石墨烯/硅胶固相萃取材料及其应用，该申请案提供了一种通过静电吸附技术制备的石墨烯/硅胶固相萃取材料，该石墨烯硅胶固相萃取材料借助于π-π键作用及静电吸附与含苯环的氨基甲酸酯类农药之间的相互作用，实现了对植物及农产品中氨基甲酸酯类农药良好的吸附，通过回收实验证明该材料农产品对氨基甲酸酯类农药具有吸附速度快、吸附效率高，检测重现性好，萃取材料稳定性高，适用范围广等优点，具有很好的应用前景。
虽然上述以石墨烯键合硅胶为填料的固相萃取柱具有较强的吸附能力，然而由于分析样品的复杂性和基质中杂质峰的干扰效应，存在稳定性能较差的问题。
因此基于现有技术中固相萃取产品的净化效果差、检测稳定性差等问题，亟需发明一种分离效果好、稳定性高的固相萃取产品。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对于现有技术中固相萃取产品的净化效果差、检测稳定性差等问题，本发明一种基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料、制备方法及应用。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明提供了一种基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料，所述填料的成分包括硅胶、硫酸和氧化石墨烯，所述硫酸和氧化石墨烯键合在硅胶表面。
作为本发明更进一步的改进，所述的填料通过将硅胶使用硫酸改性，然后喷涂氧化石墨烯分散液制备而成。
作为本发明更进一步的改进，所述的基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料的制备方法，包括以下步骤：
1)硅胶预处理：将硅胶烘烤，干燥、冷却至室温；
2)向步骤1)预处理的硅胶中逐滴加入浓硫酸，振荡混匀至没有结块，得到含有硫酸的酸性硅胶；
3)称取氧化石墨烯，加入去离子水、超声，制备氧化石墨烯分散液；
4)将氧化石墨烯分散液喷涂于所述的酸性硅胶表面，振荡混匀至没有结块、过夜。
作为本发明更进一步的改进，所述步骤2)中加入浓硫酸的质量为硅胶质量的20％～50％。
作为本发明更进一步的改进，所述步骤4)中氧化石墨烯分散液浓度为5～50mg/mL。
作为本发明更进一步的改进，步骤4)所述氧化石墨烯分散液的质量是所述酸性硅胶质量的1％～10％。
作为本发明更进一步的改进，本发明提供了一种固相萃取柱，所述的固相萃取柱包括所述的基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料。
作为本发明更进一步的改进，所述固相萃取柱用于检测蔬菜中有机污染物残留。
作为本发明更进一步的改进，所述有机污染物包括有机氯农药、多环芳烃、多溴联苯醚。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料，将硫酸分子和氧化石墨烯分子同时键合在硅胶表面，可通过填料层表面的极性官能团吸附极性杂质，通过氧化石墨烯芳香结构中π-π作用吸附非极性杂质，可以针对于杂质的极性和非极性特征进行处理，用于蔬菜中有机氯农药、多溴联苯醚和多环芳烃等多种有机污染物检测的前处理，具有回收率高、稳定性好、有机溶剂用量少等优点，对有机污染物分离效果优异。
(2)本发明的基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料，硫酸以磺酸基(-SO3H)的形式键合在硅胶表面，氧化石墨烯中含有的丰富的羟基(-OH)和羧基(-COOH)等含氧官能团，所述氧化石墨烯中的含氧官能团可以通过氢键、共价键、范德华力等作用与硅胶表面分子以及键合在硅胶表面的磺酸基键合，利用三者协同产生的多种作用力以及氧化石墨烯强有力的吸附效果不仅对成分复杂不同类的有机物达到较好的分离效果，且对结构类似的同一类有机污染物均能达到较好的分离效果，利用本发明的填料制备的固相萃取柱进行分析的十种有机氯农药、七种PAHs、十种多溴联苯醚的检测图谱中，所有色谱峰均可以完全分离，所得峰形良好，无拖尾，分析过程中基质杂质被去除，因此有机污染物能更好的定量，检测限低，稳定性好。
(3)本发明的基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料，其制备的固相萃取柱对10种PBDEs分离分析的回收率和净化稳定性均较为优异，回收率在90.3～107.5％，净化稳定性RSD<3％，符合《GBT 27404-2008实验室质量控制规范食品理化检测》标准要求；与传统的硅胶SPE柱及酸性硅胶SPE柱相比，相对标准偏差大幅度降低，因此净化分析的稳定性有了大幅度提高，准确度更高；与传统的酸性硅胶SPE柱及弗罗里硅土SPE柱相比，大大减少了所使用的有机溶剂洗脱体积，因此更具有环境友好性。
(4)本发明的基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料，其制备的固相萃取柱对十种有机氯农药、七种PAHs、十种多溴联苯醚的分析方法验证中，加标回收率等指标均符合《GBT27404-2008实验室质量控制规范食品理化检测》标准要求，且对污染场地蔬菜中PBDEs的检测中能满足痕量污染物的分析检测需求。
(5)本发明的基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料，其制备的固相萃取柱对有机污染物进行分析时，色谱图中基质的干扰峰更少，本发明的固相萃取柱对杂质有更好的过滤去除效果，净化分离效果更好，稳定性更高。
附图说明
图1为本发明的填料结构示意图；
图2为采用本发明吸附填料的固相萃取柱示意图；
图3为实施例4中十种有机氯农药基质加标下的GC/MS色谱图；
图4为实施例5中七种PAHs基质加标下的HPLC色谱图；
图5为实施例6中十种多溴联苯醚(PBDEs)基质加标下的GC-ECD色谱图；
图6为实施例6中本发明固相萃取柱与传统固相萃取柱空白基质色谱图对比；
图中：1、医用级聚丙烯管；2、多孔聚四氟乙烯筛板；3、填料层；4、通用接口。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
本实施例为本发明的基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料的制备及采用该填料制备固相萃取柱的过程。
步骤1)将硅胶置于坩埚中，在马弗炉中烘烤，转移至干燥器中，冷却至室温，备用；所述的马弗炉温度设定为400℃，烘烤时间为24h。
步骤2)称取预处理的硅胶填料于烧瓶中，按一定的质量比向烧瓶中加入浓硫酸，浓硫酸以逐滴滴入的方式加入，置于摇床上振荡混匀至填料没有结块，振荡平衡，使硫酸分子与硅胶表面的基团充分键合，得到含有硫酸的酸性硅胶，该步骤加入浓硫酸的质量为硅胶质量的20％，振荡平衡时间为24h。
步骤3)称取氧化石墨烯于烧瓶中，加入去离子水，采用超声波仪进行超声，直至获得棕色透明的氧化石墨烯分散液，所述加入的氧化石墨烯和去离子水的质量比为5：95，超声波仪频率设定为50HZ，功率设定为150W。
步骤4)采用喷枪将化石墨烯分散液均有的喷涂于酸性硅胶表面，置于摇床上振荡混匀至填料没有结块，振荡平衡过夜，使氧化石墨分子与酸性硅胶充分接触，均有键合于含有硫酸的酸性硅胶表面，该步骤中所使用的氧化石墨烯分散液浓度为5mg/mL，所述氧化石墨烯分散液的质量是所述酸性硅胶质量的1％。
步骤5)装填固相萃取柱，将填料层压实，置于干燥器中密闭保存。该步骤装填具体过程为：按照自下而上的顺序依次装填底层垫片、底层无水硫酸钠、本发明的氧化石墨烯分散酸性硅胶填料、上层无水硫酸钠和上层垫片。所述底层无水硫酸钠装填的质量为0.5g，氧化石墨烯分散酸性硅胶填料质量为1g，上层无水硫酸钠装填的质量为1g。
步骤6)将有机溶剂加入到固相萃取柱中，待其完全流出后，将提取液加入到固相萃取中，待液体完全流出，加入洗脱剂洗脱，收集洗脱液。该步骤中的有机溶剂为正己烷，加入体积为5mL，目的在于活化本发明的固相萃取柱。
图1为本发明的填料结构示意图；如图1所示，氧化石墨烯富含的含氧官能团(如羟基、羧基和醚氧基)及硫酸分子可与硅胶表面丰富的硅羟基通过氢键、范德华力和共价键等作用键合在硅胶分子表面。
图2为采用本发明吸附填料的固相萃取柱示意图；其中，1为医用级聚丙烯管，用于装填填料颗粒；2为多孔聚四氟乙烯筛板(20μm)，其允许有机小分子自由通过，防止大分子杂质通过及填料颗粒渗漏；3为填料层；4为通用接口。
实施例2
本实施例基本与实施例1相同，不同之处在于：
所述步骤2)中加入浓硫酸的质量为硅胶质量的30％，所述步骤4)中氧化石墨烯分散液浓度为20mg/mL，所述氧化石墨烯分散液的质量是所述酸性硅胶质量的3％。
实施例3
本实施例基本与实施例1相同，不同之处在于：
所述步骤2)中加入浓硫酸的质量为硅胶质量的50％，所述步骤4)中氧化石墨烯分散液浓度为50mg/mL，所述氧化石墨烯分散液的质量是所述酸性硅胶质量的10％。
实施例4
本实施例为采用本发明基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料的固相萃取柱对蔬菜中有机氯农药(OCPs)残留分析及方法验证。
本实施例采用的试剂如下：
正己烷、丙酮、二氯甲烷(DCM)均为色谱纯，购自美国Merck公司；
硅藻土(100～200目)购自德国Fluka公司；
弗罗里硅土(60～100目)购自美国TEDIA公司；
无水硫酸钠、硅胶(100～200目)、石英砂、浓硫酸均为分析纯，购自国药集团化学试剂公司；实验室用水为去离子水。
o,p’-DDE，p,p’-DDE，p,p’-DDD，o,p’-DDT和p,p’-DDT采购于美国Supelco公司；
过硫酸钠(>99％，上海aladdin公司)；
本实施例的分析验证过程包括以下步骤：
1)将蔬菜样品用去离子水洗净表面，自然条件下晾干表面水分，用剪刀剪成0.5cm左右碎片，准确称取样品于研钵中，再加入1g石英砂和2g硅藻土，充分研磨后全部转移至ASE不锈钢萃取池中，采用ASE 200型加速溶剂萃取(DIONEX，USA)进行提取。采用正己烷：丙酮(v/v,1：1)进行提取，萃取池炉温为100℃，压力为1500Psi。萃取过程：加热5min，静态萃取5min冲洗体积60％，氮气吹扫60s，循环2次；
2)收集提取液，采用R215型旋转蒸发器将提取后的溶液浓缩到1mL；
3)用5mL正己烷活化氧化石墨烯分散酸性硅胶固相萃取柱，将浓缩后的提取液上样到活化的氧化石墨烯分散酸性硅胶固相萃取柱中，采用15mL正己烷-二氯甲烷(9：1，体积比)进行洗脱并收集洗脱后的溶液；
4)采用高纯氮气缓慢的将洗脱液吹干，加入0.5mL正己烷重新溶解；
5)采用Agilent 7890A气相色谱仪(Agilent，USA)及5979C质谱，对有机氯农药(OCPs)进行定性定量分析。
本实施例中采用的色谱条件：色谱柱为HP-5MS柱(30m×0.25mm×0.25μm)，进样口温度为285℃，载气为氦气，流量为1mL/min，进样量为1μL，不分流进样。升温程序：初始温度50℃，保持1min，30℃/min升至130℃；5℃/min升至265℃，保持2min。离子源：电子轰击(EI源)，电子能量：70Ev；离子源温度为：300℃，选择离子模式(SIM)。
表1为蔬菜中典型的5种有机氯农药(o，p'-DDE，p，p'-DDE，p，p'-DDD，o，p'-DDT，p，p'-DDT)在高、中、低三个不同的添加浓度(0.1、1、2mg/kg)的回收率和检出限(n＝3)。
表1蔬菜中DDTs的回收率和检出限
Figure BDA0001912336280000061
Figure BDA0001912336280000071
由表1可知，在本实施案例条件下，采用本专利制备的石墨烯分散酸性硅胶固相萃取柱净化时，5种典型的有机氯农药在三个添加浓度水平均获得较好的回收率(83.8％～102.7％)，相对标准偏差小于5％，符合《GBT 27404-2008实验室质量控制规范食品理化检测》标准要求。
图3为十种有机氯农药基质加标下的GC/MS色谱图，由图3可知，在本实施案例条件下10种OCPs可以完全分离，所得峰形良好，无拖尾，色谱图显示基质杂质被去除，不影响OCPs的定量。
实施例5
本实施例为采用本发明基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料的固相萃取柱对蔬菜中7种典型的多环芳烃(PAHs)残留的分析及方法验证。
所采用的试剂基本同实施例4，还包括7种代表性PAHs的标准品，分别为菲(Phe，99％)、芘(Pyr，99％)、屈(Chyr，99％)、苯并[a]蒽(BaA，99％)、苯并[b]荧蒽(BbF，99％)、苯并[k]荧蒽(BkF，99％)以及苯并[a]芘(BaP，96％)，购自德国Dr..Ehrenstorfer公司。
本实施例的分析过程如下：
步骤1)将蔬菜样品用去离子水洗净表面，自然条件下晾干表面水分，用剪刀剪成0.5cm左右碎片，准确称取样品于研钵中，再加入1g石英砂和2g硅藻土，充分研磨后全部转移至ASE不锈钢萃取池中，采用ASE 200型加速溶剂萃取(DIONEX，USA)进行提取。采用正己烷：丙酮(v/v,2：1)进行提取，萃取池炉温为100℃，压力为1500Psi。萃取过程：加热5min，静态萃取5min冲洗体积60％，氮气吹扫60s，循环2次。
步骤2)收集提取液，采用R215型旋转蒸发器将提取后的溶液浓缩到1mL。
步骤3)用5mL正己烷活化氧化石墨烯分散酸性硅胶固相萃取柱，将浓缩后的提取液上样到活化的氧化石墨烯分散酸性硅胶固相萃取柱，采用10mL正己烷-二氯甲烷(9：1，体积比)进行洗脱并收集洗脱后的溶液。
步骤4)采用高纯氮气缓慢的将洗脱液吹干，加入0.5mL正己烷重新溶解。
步骤5)用HPLC荧光检测器对PAHs进行检测，分离柱为PAHs专用柱(250mm×416mm，5mm粒径，美国Supelco公司)，流动相为乙腈：水(9：1，体积比)；进样量为20μL，流速1.5mL·min-1，恒流；柱温30℃。
表2为七种典型多环芳烃(PAHs)的方法加标回收率及精密度。
表2七种典型PAHs的方法加标回收率及精密度
Figure BDA0001912336280000081
由表2可知，在本实施例条件下，采用本发明的石墨烯分散酸性硅胶固相萃取柱净化时，7种典型的PAHs均获得较好的回收率(89.7％～107.1％)，相对标准偏差小于4％，符合《GBT 27404-2008实验室质量控制规范食品理化检测》标准要求。
图4为七种PAHs基质加标下的HPLC色谱图，按出峰顺序依次为：Phe、Pyr、Chry、BbF、BaA、BkF和BaP，由图4可知，7种PAHs在本实施案例条件下可以完全分离，所得峰形良好，无拖尾，基本无杂质峰或杂质峰不影响定量。
实施例6
本实施例对比了本发明的氧化石墨烯分散酸性硅胶固相萃取柱与传统固相萃取柱对蔬菜PBDEs提取液的净化效果对比。
所采用的试剂基本同实施例4，还包括PBDEs标准样品：BDE-15(4.4`-二溴联苯醚)、BDE-28(2,4,2`-三溴联苯醚)、BDE-47(2,2`4,4`-四溴联苯醚)、BDE-66(2,3`,4,4`-四溴联苯醚)、BDE-77(3,3`,4,4`-四溴联苯醚)、BDE-99(2,2`,4,4`，5-五溴联苯醚)、BDE-100(2,2`,4,4`,6-五溴联苯醚)、BDE-153(2,2`,4,4`，5,5`-六溴联苯醚)、BDE-154(2,2`,4,4`,5.6`-六溴联苯醚)、BDE-183(2,2`,3,4,4`,5`,6`-七溴联苯醚)购自美国AccuStandard公司。
步骤1)将蔬菜样品用去离子水洗净表面，自然条件下晾干表面水分，用剪刀剪成0.5cm碎片，准确称取样品于研钵中，加入50μL 1000μg L-1 10种PBDEs的混合标准溶液，再加入1g石英砂和2g硅藻土，充分研磨后全部转移至ASE不锈钢萃取池中，采用ASE 200型加速溶剂萃取(DIONEX，USA)进行提取。采用正己烷：丙酮(v/v,4：1)进行提取，萃取池炉温为100℃，压力为1500Psi。萃取过程：加热5min，静态萃取5min冲洗体积60％，氮气吹扫60s，循环2次。
步骤2)收集提取液，采用R215型旋转蒸发器将提取后的溶液浓缩到1mL。
步骤3)用5mL正己烷活化氧化石墨烯分散酸性硅胶固相萃取柱，将浓缩后的提取液上样到上述活化的氧化石墨烯分散酸性硅胶固相萃取柱中，采用5mL正己烷进行洗脱并收集洗脱后的溶液。
步骤4)分别选取硅胶固相萃取柱、酸性硅胶固相萃取柱和弗罗里硅土固相萃取柱，重复步骤3)操作。
步骤5)采用高纯氮气缓慢的将洗脱液吹干，加入0.5mL正己烷重新溶解。
步骤6)采用Agilent 7890A气相色谱仪(Agilent，USA)，配电子捕获检测器，对PBDEs进行定性定量分析。
色谱条件：色谱柱为DB-5柱(30m×0.32mm×0.25μm)，进样口温度为265℃，载气为氮气，流量为2mL/min，检测器温度为298℃，进样量为1μL，不分流进样。升温程序：初始温度140℃，保持2min，5℃/min升至180℃，保持5分钟；5℃/min升至265℃，保持5min；15℃/min升至315℃，保持10min。
表3为不同填料固相萃取柱性能对比。
表3不同填料固相萃取柱性能对比
Figure BDA0001912336280000091
由表3可知，本发明的基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料制备的固相萃取柱对10种PBDEs的回收率和净化稳定性均较为优异，回收率在90.3～107.5％，净化稳定性RSD<3％，符合《GBT27404-2008实验室质量控制规范食品理化检测》标准要求；与传统的硅胶SPE柱及酸性硅胶SPE柱相比，相对标准偏差较小，净化稳定性有了大幅度提高；与传统的酸性硅胶SPE柱及弗罗里硅土SPE柱相比，大大减少了所使用的有机溶剂洗脱体积，因此更具有环境友好性。
图5是采用本发明的氧化石墨烯分散酸性硅胶固相萃取柱进行分析的十种多溴联苯醚(PBDEs)基质加标下的GC-ECD色谱图，由图5可知，10种PBDEs可以完全分离，所得峰形良好，无拖尾。色谱图显示基质杂质被去除，不影响PBDEs的定量，以上结果说明本发明制备的氧化石墨烯分散酸性硅胶填料对PBDES植物提取溶液固相萃取效果优异。
图6是本发明固相萃取柱与传统固相萃取柱对十种多溴联苯醚进行分析时的空白基质色谱图对比，由图6可知，采用本发明的氧化石墨烯分散酸性硅胶固相萃取柱进行分析时空白基质的干扰峰更少，本发明的固相萃取柱对杂质有更好的过滤去除效果，净化分离效果更好，稳定性更高。
实施例7
本实施例为采用本发明基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料的固相萃取柱对蔬菜中多溴联苯醚(PBDEs)残留的分析，本实施例中的蔬菜样品采集自某PBDEs污染菜地。
步骤1)将蔬菜样品用去离子水洗净表面，自然条件下晾干表面水分，用剪刀剪成0.5cm左右碎片，准确称取样品于研钵中，再加入1g石英砂和2g硅藻土，充分研磨后全部转移至ASE不锈钢萃取池中，采用ASE 200型加速溶剂萃取(DIONEX，USA)进行提取。采用正己烷：丙酮(v/v,4：1)进行提取，萃取池炉温为100℃，压力为1500Psi。萃取过程：加热5min，静态萃取5min冲洗体积60％，氮气吹扫60s，循环2次。
步骤2)收集提取液，采用R215型旋转蒸发器将提取后的溶液浓缩到1mL。
步骤3)用5mL正己烷活化氧化石墨烯分散酸性硅胶固相萃取柱，将浓缩后的提取液上样到活化的氧化石墨烯分散酸性硅胶固相萃取柱中，采用5mL正己烷进行洗脱并收集洗脱后的溶液。
步骤4)采用高纯氮气缓慢的将洗脱液吹干，加入0.5mL正己烷重新溶解。
步骤5)采用Agilent 7890A气相色谱仪(Agilent,USA)，配电子捕获检测器，对PBDEs进行定性定量分析。
色谱条件：色谱柱为DB-5柱(30m×0.32mm×0.25μm)，进样口温度为265℃，载气为氮气，流量为2mL/min，检测器温度为298℃，进样量为1μL，不分流进样。升温程序：初始温度140℃，保持2min，5℃/min升至180℃，保持5分钟；5℃/min升至265℃，保持5min；15℃/min升至315℃，保持10min。
表4为污染场地蔬菜中PBDEs的测定。
表4污染场地蔬菜中PBDEs的测定(ng/g,干重)
Figure BDA0001912336280000101
ND为Not detected，即未被检测。
由表4可知该地区的蔬菜受到不同程度的PBDEs污染，因此可得出本发明基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料为蔬菜中的痕量多溴联苯醚测定提供了可靠的固相萃取净化填料，可推广应用于蔬菜中的有机残留分析。

Claims (4)

1.一种基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料，其特征在于：所述填料的成分包括硅胶、硫酸和氧化石墨烯，所述硫酸和氧化石墨烯键合在硅胶表面，所述的基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料的制备方法，包括以下步骤：
1)硅胶预处理：将硅胶烘烤，干燥、冷却至室温；
2)向步骤1)预处理的硅胶中逐滴加入浓硫酸，振荡混匀至没有结块，得到含有硫酸的酸性硅胶；所述步骤2)中加入浓硫酸的质量为硅胶质量的20％～50％，
3)称取氧化石墨烯，加入去离子水、超声，制备氧化石墨烯分散液；
4)将氧化石墨烯分散液喷涂于所述的酸性硅胶表面，振荡混匀至没有结块、过夜，所述氧化石墨烯分散液浓度为5～50mg/mL，所述氧化石墨烯分散液的质量是所述酸性硅胶质量的1％～10％。
2.一种固相萃取柱，其特征在于：所述的固相萃取柱包括权利要求1中所述的基于氧化石墨烯分散酸性硅胶填料。
3.权利要求2中所述的固相萃取柱的应用方法，其特征在于：所述固相萃取柱用于检测蔬菜中有机污染物残留。
4.根据权利要求3中所述的固相萃取柱的应用方法，其特征在于：所述有机污染物包括有机氯农药、多环芳烃、多溴联苯醚。
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