CN110404519A - 一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,该吸附剂组分包括0.5‑20重量份石墨烯和50‑100重量份三乙烯四胺,是一种石墨烯/三乙烯四胺复合气凝胶,工艺步骤包括:1)制备氧化石墨烯,配置成溶液;2)混合三乙烯四胺与氧化石墨烯溶液,进行水热反应;3)将得到的水凝胶进行透析;4)将透析过的水凝胶冷冻;5)风干得到气凝胶。该气凝胶作为固相萃取吸附剂应用于检测水中苯脲类除草剂,改善了存在的检出限高、吸附剂重复利用性差的技术难题。
Description
技术领域
本发明涉及除草剂残留物检测领域,具体是一种石墨烯/三乙烯四胺复合气凝胶,作为固相萃取的吸附剂应用于检测水中苯脲类除草剂。
背景技术
在农业生产中,除草剂对防除杂草的危害,保护农产品数量有着极其重要的作用。苯脲类除草剂是一种内吸传导性除草剂,其具有杀草谱广、水溶性低且残效期长的特点。然而,由于其低水溶性,使得该类型除草剂可形成独立的非水相而极易吸附到土壤固相中,且分解缓慢,长时间残留在土壤环境中;伴随着降水、淋溶和径流的作用,又会对地表水和地下水造成污染。苯脲类除草剂已成为在土壤和水中普遍存在的污染物之一,严重威胁农田生态环境安全。
对苯脲类除草剂的检测主要集中在环境水中,其次是土壤和食品。目前,主要的处理方法包括液-液萃取、固相萃取、磁性固相萃取、基质固相分散萃取、微波萃取等方法。固相萃取易于自动化操作,能够很方便地与其它仪器联用,从而实现在线分析;得到的样品易于储藏和运输,便于质量控制。但现有的方法存在着一些问题,如检出限过高、吸附剂重复利用性差等。
发明内容
针对以上技术问题,本发明的目的是提供一种石墨烯/三乙烯四胺复合气凝胶,作为固相萃取的吸附剂应用于检测水中苯脲类除草剂,以解决上述存在的问题。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,包含以下重量份的原料:石墨烯0.5-20份,三乙烯四胺50-100份。
进一步地,一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,作为固相萃取的吸附剂应用于检测水中苯脲类除草剂。
进一步地,一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,属于一种复合气凝胶,具体属于一种石墨烯/三乙烯四胺复合气凝胶,通过一定的制备方法制备。
进一步地,一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂制备方法具体为:
(1)通过改进的Hummers法将石墨粉末进行氧化制得氧化石墨烯,将氧化石墨烯加入水中得到不均匀的棕色分散液,将该分散液在水中超声处理从而得到均匀的氧化石墨烯溶液;
(2)在制得的氧化石墨烯溶液中,加入一定量的三乙烯四胺,进行水热反应,得到水凝胶;
(3)将水凝胶放入透析液中,经透析后得到样品水凝胶;
(4)将样品水凝胶冷冻;
(5)将冷冻好的水凝胶解冻、风干,即得到气凝胶。
进一步地,一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂制备方法,步骤(1)中氧化石墨烯溶液的浓度为0.5-20mg/mL。
进一步地,一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂制备方法,步骤(2)中三乙烯四胺的加入量为50-100mg/mL。
进一步地,一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂制备方法,步骤(2)中反应温度为100-200℃,反应时间为8-24h。
进一步地,一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂制备方法,步骤(3)透析液成分为自来水,透析时间为2-60h。
进一步地,一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂制备方法,步骤(4)中冷冻时间为8-48h,冷冻温度为—20℃-—5℃。
进一步地,一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂制备方法,步骤(5)解冻温度为20-30℃。
本发明具有如下有益效果:
(1)检出限低:由于石墨烯基气凝胶具有巨大的比表面积,能与被检样本充分地接触,一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂的检出限低至0.03μg/L;
(3)重复利用性好:制备的气凝胶能承受上千次的压缩回复,仍能保持良好的压缩回复性能,因此一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂在完成检测工作后,可取出后置于清洗剂中反复挤压清洗,烘干即可回收利用;此外,在石墨烯片层自组装成凝胶的过程中引入三乙烯四胺,使得三乙烯四胺与石墨烯的复合十分牢固,在经历上百次萃取后,气凝胶仍保持良好的萃取效率。
附图说明
图1为实施例5制备的样品在经历1000次压缩-回复循环的过程中高度保持情况;
图2为实施例5制备的样品在经历100次萃取-洗脱循环的过程中萃取效率保持情况。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,包含以下重量份的原料:石墨烯10份,三乙烯四胺55份。
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,作为固相萃取的吸附剂应用于检测水中苯脲类除草剂。
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,属于一种复合气凝胶,具体是石墨烯/三乙烯三乙烯四胺复合气凝胶,通过一定的制备方法制备。
工艺方法具体为:
(1)通过改进的Hummers法将石墨粉末进行氧化制得氧化石墨烯,将氧化石墨烯加入水中得到不均匀的棕色分散液,将该分散液在水中超声处理从而得到均匀的氧化石墨烯溶液,溶液浓度为10mg/mL;
(2)取制得的氧化石墨烯溶液10mL,加入三乙烯四胺550mg,在110℃进行9h的水热反应得到水凝胶;
(3)将水凝胶放入自来水透析液中,经透析24h后得到样品水凝胶;
(4)将样品水凝胶—5℃下冷冻10h;
(5)将冷冻好的水凝胶25℃下解冻、风干,即得到气凝胶。
实施例2
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,包含以下重量份的原料:石墨烯17份,三乙烯四胺80份。
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,作为固相萃取的吸附剂应用于检测水中苯脲类除草剂。
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,属于一种复合气凝胶,具体是石墨烯/三乙烯四胺复合气凝胶,通过一定的制备方法制备。
工艺方法具体为:
(1)通过改进的Hummers法将石墨粉末进行氧化制得氧化石墨烯,将氧化石墨烯加入水中得到不均匀的棕色分散液,将该分散液在水中超声处理从而得到均匀的氧化石墨烯溶液,溶液浓度为17mg/mL;
(2)取制得的氧化石墨烯溶液10mL,加入三乙烯四胺800mg,在110℃进行9h的水热反应得到水凝胶;
(3)将水凝胶放入自来水透析液中,经透析27h后得到样品水凝胶;
(4)将样品水凝胶—5℃下冷冻22h;
(5)将冷冻好的水凝胶28℃下解冻、风干,即得到气凝胶。
实施例3
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,包含以下重量份的原料:石墨烯0.9份,三乙烯四胺60份。
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,作为固相萃取的吸附剂应用于检测水中苯脲类除草剂。
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,属于一种复合气凝胶,具体是石墨烯/三乙烯四胺复合气凝胶,通过一定的制备方法制备。
工艺方法具体为:
(1)通过改进的Hummers法将石墨粉末进行氧化制得氧化石墨烯,将氧化石墨烯加入水中得到不均匀的棕色分散液,将该分散液在水中超声处理从而得到均匀的氧化石墨烯溶液,溶液浓度为0.9mg/mL;
(2)取制得的氧化石墨烯溶液10mL,加入三乙烯四胺600mg,在190℃进行11h的水热反应得到水凝胶;
(3)将水凝胶放入自来水透析液中,经透析8h后得到样品水凝胶;
(4)将样品水凝胶—2℃下冷冻8h;
(5)将冷冻好的水凝胶21℃下解冻、风干,即得到气凝胶。
实施例4
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,包含以下重量份的原料:石墨烯18份,三乙烯四胺50份。
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,作为固相萃取的吸附剂应用于检测水中苯脲类除草剂。
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,属于一种复合气凝胶,具体是石墨烯/三乙烯四胺复合气凝胶,通过一定的制备方法制备。
工艺方法具体为:
(1)通过改进的Hummers法将石墨粉末进行氧化制得氧化石墨烯,将氧化石墨烯加入水中得到不均匀的棕色分散液,将该分散液在水中超声处理从而得到均匀的氧化石墨烯溶液,溶液浓度为18mg/mL;
(2)取制得的氧化石墨烯溶液10mL,加入三乙烯四胺500mg,在90℃进行25h的水热反应得到水凝胶;
(3)将水凝胶放入自来水透析液中,经透析24h后得到样品水凝胶;
(4)将样品水凝胶—15℃下冷冻18h;
(5)将冷冻好的水凝胶25℃下解冻、风干,即得到气凝胶。
实施例5
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,包含以下重量份的原料:石墨烯6份,三乙烯四胺100份。
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,作为固相萃取的吸附剂应用于检测水中苯脲类除草剂。
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,属于一种复合气凝胶,具体是石墨烯/三乙烯四胺复合气凝胶,通过一定的制备方法制备。
工艺方法具体为:
(1)通过改进的Hummers法将石墨粉末进行氧化制得氧化石墨烯,将氧化石墨烯加入水中得到不均匀的棕色分散液,将该分散液在水中超声处理从而得到均匀的氧化石墨烯溶液,溶液浓度为6mg/mL;
(2)取制得的氧化石墨烯溶液10mL,加入三乙烯四胺1000mg,在150℃进行14h的水热反应得到水凝胶;
(3)将水凝胶放入自来水透析液中,经透析24h后得到样品水凝胶;
(4)将样品水凝胶—8℃下冷冻13h;
(5)将冷冻好的水凝胶27℃下解冻、风干,即得到气凝胶。
实施例6
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,包含以下重量份的原料:石墨烯2份,三乙烯四胺80份。
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,作为固相萃取的吸附剂应用于检测水中苯脲类除草剂。
一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,属于一种复合气凝胶,具体是石墨烯/三乙烯四胺复合气凝胶,通过一定的制备方法制备。
工艺方法具体为:
(1)通过改进的Hummers法将石墨粉末进行氧化制得氧化石墨烯,将氧化石墨烯加入水中得到不均匀的棕色分散液,将该分散液在水中超声处理从而得到均匀的氧化石墨烯溶液,溶液浓度为2mg/mL;
(2)取制得的氧化石墨烯溶液10mL,加入三乙烯四胺800mg,在110℃进行18h的水热反应得到水凝胶;
(3)将水凝胶放入自来水透析液中,经透析24h后得到样品水凝胶;
(4)将样品水凝胶—5℃下冷冻14h;
(5)将冷冻好的水凝胶25℃下解冻、风干,即得到气凝胶。
Claims (10)
1.一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,其特征在于,包含以下重量份的原料:石墨烯0.5-20份,三乙烯四胺50-100份。
2.根据权利要求1所述的一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂,作为固相萃取的吸附剂应用于检测水中苯脲类除草剂。
3.根据权利要求1所述一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂属于一种石墨烯/三乙烯四胺复合气凝胶,通过一定的制备方法制备。
4.根据权利要求3所述的制备方法,具体为:
(1)通过改进的Hummers法将石墨粉末进行氧化制得氧化石墨烯,将氧化石墨烯加入水中得到不均匀的棕色分散液,将该分散液在水中超声处理从而得到均匀的氧化石墨烯溶液;
(2)在制得的氧化石墨烯溶液中,加入一定量的三乙烯四胺,进行水热反应,得到水凝胶;
(3)将水凝胶放入透析液中,经透析后得到样品水凝胶;
(4)将样品水凝胶冷冻;
(5)将冷冻好的水凝胶解冻、风干,即得到气凝胶。
5.根据权利要求4所述一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂的制备方法,其特征在于,步聚(1)中氧化石墨烯溶液的浓度为0.5-20mg/mL。
6.根据权利要求4所述一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂的制备方法,其特征在于,步聚(2)中三乙烯四胺的加入量为50-100mg/mL。
7.根据权利要求4所述一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂的制备方法,其特征在于,步聚(2)中水热反应温度为100-200℃,反应时间为8-24h。
8.根据权利要求4所述一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂的制备方法,其特征在于,步聚(3)中透析液成分为自来水,透析时间为2-60h。
9.根据权利要求4所述一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂的制备方法,其特征在于,步聚(4)中冷冻时间为8-48h,冷冻温度为—20℃-—5℃。
10.根据权利要求4所述一种用于水中苯脲类除草剂检测的石墨烯气凝胶吸附剂的制备方法,其特征在于,步聚(5)中解冻温度为20-30℃。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20191105 |