用于磁性固相萃取的磁性纳米材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于磁性固相萃取的磁性纳米材料及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：S1制备黑色固体Fe3O4纳米微球；S2制备Fe3O4@SiO2；S3称取多巴胺盐酸盐和摩尔浓度10mM的Tris缓冲液混合；随后加入Fe3O4@SiO2，搅拌反应16～20小时；反应完成后，将反应液离心，收集底部固体；洗涤，干燥即得。本发明专利技术磁性纳米材料，将传统的介孔材料与磁性纳米材料结合在一起，并同时具有了二者的性质，具有较大的比表面积；对蔬菜和水果中的农药提取中采用磁性固相萃取技术进行前处理，一次操作完成提取和净化两个步骤，且操作简单，省事省力，成本低廉；使复杂基质能得到高效分离，可对复杂基质中多种农药残留进行一次进样同时分析。

【技术实现步骤摘要】
用于磁性固相萃取的磁性纳米材料及其制备方法
本专利技术属于磁性纳米材料
，涉及一种用于磁性固相萃取的磁性纳米材料及其制备方法。
技术介绍
农产品和环境领域中农药残留问题一直备受人们关注，目前，国内农产品的农药残留检测一般都是参照《水果和蔬菜中农药残留量的测定GB/T5009.218-2008》或者《农产品安全国家标准水果和蔬菜中500种农药及相关化学品残留量的测定气相色谱-质谱法GB23200.8-2016》以及《蔬菜、水果中51种农药多残留的测定气相色谱-质谱法NY/T1380～2007》，这些参考标准的前处理过程普遍步骤较多，且有两个明显的缺点：一个缺点是提取过程需要用到大量纯度很高的有机试剂，而这些试剂不但价格昂贵，而且会对实验人员身体健康造成不同程度的危害；另一个缺点是净化过程需要使用价格昂贵的各种固相吸附小柱，这些试剂和小柱在使用过后又必须得到妥善的处理，总体上费时、费力，且成本不菲。如果能够实现快速、简单、有效且价格低廉的前处理结合一次进样快速、准确地筛查确认农产品中的农药成分，这是各国研究者多年的目标。另外一方面，随着农药种类的日益增加，以及不同农产品基质的差异，现有常用的农药残留分析方法，包括气相色谱法，液相色谱法，气相色谱质谱联用法，液相色谱质谱联用法等，均存在不同程度的组分共流出现象，即待测农药组分之间、待测农药和基质成分之间不能有效分离，干扰结果的准确性和可靠性。对于复杂样品的分离，全二维气相色谱具有明显优势。它采用两根不同性质的色谱柱，从第一根色谱柱流出的所有组分在调制器进行浓缩富集后重新进样到第二根色谱柱，由于两根色谱柱分离极性不同，在第一根色谱柱没有分开的化合物可以在第二根色谱柱进行分离，实现了所谓的“正交分离”的效果，极大提高了峰容量，减少了干扰，同时还能显著提高灵敏度。全二维气相色谱和质谱联用技术可以在很大程度上满足常见水果和蔬菜中农药多残留的快速分析和准确定性定量的需求。目前已经有一些研究利用全二维气相色谱技术对农药残留进行分析，但一般都采用喷气式制冷剂调制技术。这种技术需要使用液氮或者制冷机产生的大量制冷气体进行调制，日常消耗大，使用不方便。在正常的使用频率下，普通的液氮罐(250L)只能维持1周左右时间。这样对液氮等制冷剂的保障也提出了很大的挑战。另外，这种喷气式制冷剂调制技术在开启和关闭设备时都需要一段时间预备，影响了工作效率。所以，限于当前条件，这种技术目前很难在普通实验室进行推广应用。近几年专利技术的固态热调制技术采用半导体制冷，彻底摈弃了制冷剂的使用，操作简单，基本无需维护，大大节省了日常维护时间和费用，而且可以长时间不间断运行，显著提升工作效率，适合在常规分析实验室使用。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于设计提供一种用于磁性固相萃取的磁性纳米材料及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案是：利用磁性纳米材料对农产品样品进行前处理，利用固态热调制全二维气相色谱质谱联用技术对常见水果蔬菜中农药多残留组分的进行分析检测的方法。一种磁性纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1制备黑色固体Fe3O4纳米微球；S2制备Fe3O4@SiO2；S3称取多巴胺盐酸盐和摩尔浓度10mM的Tris缓冲液混合；随后加入Fe3O4@SiO2，搅拌反应16～20小时；反应完成后，将反应液离心，收集底部固体；洗涤，干燥即得。一种磁性纳米材料的制备方法，包括以下步骤：S1将FeCl3·6H2O与乙二醇以固液比1：(50～60)(g/mL)混合，在磁力搅拌作用下以200～300转/分钟搅拌0.5～1小时，然后加入FeCl3·6H2O重量2.5～3倍的醋酸钠，继续以200～300转/分钟搅拌0.5～1小时，得到混合液；将混合液转移至聚四氟乙烯衬里不锈钢高压反应釜中，于180～200℃加热反应10～13小时；将反应产物在外加磁场作用下分离收集，并用反应产物重量40～60倍的无水乙醇清洗，于40～50℃、真空度0.07～0.09MPa的条件下干燥6～10小时，得到黑色固体Fe3O4纳米微球；S2将Fe3O4纳米微球以固液比(2～3)：1(mg/mL)加入到摩尔浓度1～2mol/L的盐酸中，在超声功率200～500W、超声频率25～35kHz的条件下超声处理5～10分钟，然后用Fe3O4纳米微球重量80～200倍的水将Fe3O4纳米微球清洗干净；随后将清洗后的Fe3O4纳米微球加入盐酸体积8～12倍的乙醇/水体积比4/1的混合溶液，再加入盐酸体积0.09～0.1倍的质量分数28％的浓氨水，继续在超声功率200～500W、超声频率25～35kHz的条件下超声处理10～30分钟，得到混合液；随后，将盐酸体积0.04～0.05倍的正硅酸酯加入混合液中，于25～30℃以200～300转/分钟搅拌反应5～7小时，收集反应产物；用反应产物重量50～70倍的无水乙醇清洗，于50～60℃、真空度0.07～0.09MPa的条件下干燥6～10小时，得到Fe3O4@SiO2；S3称取多巴胺盐酸盐和摩尔浓度10mM的Tris缓冲液，以固液比1：(0.8～1.2)(mg/mL)混合；随后加入Fe3O4@SiO2，Fe3O4@SiO2和多巴胺盐酸盐的质量比为1：(4～5)，于20～30℃以200～300转/分钟搅拌反应16～20小时；反应完成后，将反应液以2000～3000转/分钟离心10～15分钟，收集底部固体；将底部固体用底部固体重量50～70倍的无水乙醇和底部固体重量100～200倍的水洗涤后，于50～60℃、真空度0.07～0.09MPa的条件下干燥6～10小时，得到所述磁性纳米材料(Fe3O4@SiO2@PDA)。作为本专利技术改进的技术方案，一种磁性纳米材料的制备方法，包括以下步骤：S1将FeCl3·6H2O与乙二醇以固液比1：(50～60)(g/mL)混合，在磁力搅拌作用下以200～300转/分钟搅拌0.5～1小时，然后加入FeCl3·6H2O重量2.5～3倍的醋酸钠，继续以200～300转/分钟搅拌0.5～1小时；继续加入FeCl3·6H2O重量1.6～2倍的表面活性剂，以200～300转/分钟搅拌15～25分钟，得到混合液；将混合液转移至聚四氟乙烯衬里不锈钢高压反应釜中，于180～200℃加热反应10～13小时；将反应产物在外加磁场作用下分离收集，并用反应产物重量40～60倍的无水乙醇清洗，于40～50℃、真空度0.07～0.09MPa的条件下干燥6～10小时，得到黑色固体Fe3O4纳米微球；S2将Fe3O4纳米微球以固液比(2～3)：1(mg/mL)加入到摩尔浓度1～2mol/L的盐酸中，在超声功率200～500W、超声频率25～35kHz的条件下超声处理5～10分钟，然后用Fe3O4纳米微球重量80～200倍的水将Fe3O4纳米微球清洗干净；随后将清洗后的Fe3O4纳米微球加入盐酸体积8～12倍的乙醇/水体积比4/1的混合溶液，再加入盐酸体积0.09～0.1倍的质量分数28％的浓氨水，继续在超声功率200～500W、超声频率25～35kHz的条件下超声处理10～30分钟，得到混合液；随后，将盐酸体积0.04～0.05倍的正硅酸酯加入混合液中，于25～30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1制备黑色固体Fe3O4纳米微球；S2制备Fe3O4@SiO2；S3称取多巴胺盐酸盐和摩尔浓度10mM的Tris缓冲液混合；随后加入Fe3O4@SiO2，搅拌反应16～20小时；反应完成后，将反应液离心，收集底部固体；洗涤，干燥即得。

【技术特征摘要】
1.一种磁性纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1制备黑色固体Fe3O4纳米微球；S2制备Fe3O4@SiO2；S3称取多巴胺盐酸盐和摩尔浓度10mM的Tris缓冲液混合；随后加入Fe3O4@SiO2，搅拌反应16～20小时；反应完成后，将反应液离心，收集底部固体；洗涤，干燥即得。2.一种磁性纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1将FeCl3·6H2O与乙二醇以固液比1：(50～60)(g/mL)混合，在磁力搅拌作用下以200～300转/分钟搅拌0.5～1小时，然后加入FeCl3·6H2O重量2.5～3倍的醋酸钠，继续以200～300转/分钟搅拌0.5～1小时，得到混合液；将混合液转移至聚四氟乙烯衬里不锈钢高压反应釜中，于180～200℃加热反应10～13小时；将反应产物在外加磁场作用下分离收集，并用反应产物重量40～60倍的无水乙醇清洗，于40～50℃、真空度0.07～0.09MPa的条件下干燥6～10小时，得到黑色固体Fe3O4纳米微球；S2将Fe3O4纳米微球以固液比(2～3)：1(mg/mL)加入到摩尔浓度1～2mol/L的盐酸中，在超声功率200～500W、超声频率25～35kHz的条件下超声处理5～10分钟，然后用Fe3O4纳米微球重量80～200倍的水将Fe3O4纳米微球清洗干净；随后将清洗后的Fe3O4纳米微球加入盐酸体积8～12倍的乙醇/水体积比4/1的混合溶液，再加入盐酸体积0.09～0.1倍的质量分数28％的浓氨水，继续在超声功率200～500W、超声频率25～35kHz的条件下超声处理10～30分钟，得到混合液；随后，将盐酸体积0.04～0.05倍的正硅酸酯加入混合液中，于25～30℃以200～300转/分钟搅拌反应5～7小时，收集反应产物；用反应产物重量50～70倍的无水乙醇清洗，于50～60℃、真空度0.07～0.09MPa的条件下干燥6～10小时，得到Fe3O4@SiO2；S3称取多巴胺盐酸盐和摩尔浓度10mM的Tris缓冲液，以固液比1：(0.8～1.2)(mg/mL)混合；随后加入Fe3O4@SiO2，Fe3O4@SiO2和多巴胺盐酸盐的质量比为1：(4～5)，于20～30℃以200～300转/分钟搅拌反应16～20小时；反应完成后，将反应液以2000～3000转/分钟离心10～15分钟，收集底部固体；将底部固体用底部固体重量50～70倍的无水乙醇和底部固体重量100～200倍的水洗涤后，于50～60℃、真空度0.07～0.09MPa的条件下干燥6～10小时，即得。3.一种磁性纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1将FeCl3·6H2O与乙二醇以固液比1：(50～60)(g/mL)混合，在磁力搅拌作用下以200～300转/分钟搅拌0.5～1小时，然后加入FeCl3·6H2O重量2.5～3倍的醋酸钠，继续以200～300转/分钟搅拌0.5～1小时；继续加入FeCl3·6H2O重量1.6～2倍的表面活性剂，以200～300转/分钟搅拌15～25分钟，得到混合液；将混合液转移至聚四氟乙烯衬里不锈钢高压反应釜中，于180～200℃加热反应10～13小时；将反应产物在外加磁场作用下分离收集，并用反应产物重量40～60倍的无水乙醇清洗，于40～50℃、真空度0.07～0.09MPa的条件下干燥6～10小时，得到黑色固体Fe3O4纳米微球；S2将Fe3O4纳米微球以固液比(2～3)：1(mg/mL)加入到摩尔浓度1～2mol/L的盐酸中，在超声功率200～500W、超声频率25～35kHz的条件下超声处理5～10分钟，然后用Fe3O4纳米微球重量80～200倍的水将Fe3O4纳米微球清洗干净；随后将清洗后的Fe3O4纳米微球加入盐酸体积8～12倍的乙醇/水体积比4/1的混合溶液，再加入盐酸体积0.09～0.1倍的质量分数28％的浓氨水，继续在超声功率200～500W、超声频率25～35kHz的条件下超声处理10～30分钟，得到混合液；随后，将盐酸体积0.04～0.05倍的正硅酸酯加入混合液中，于25～30℃以200～300转/分钟搅拌反应5～7小时，收集反应产物；用反应产物重量50～70倍的无水乙醇清洗，于50～60℃、真空度0.07～0.09MPa的条件下干燥6～10小时，得到Fe3O4@SiO2；S3称取多巴胺盐酸盐和摩尔浓度10mM的Tris缓冲液，以固液比1：(0.8～1.2)(mg/mL)混合；随后加入Fe3O4@SiO2，Fe3O4@SiO2和多巴胺盐酸盐的质量比为1：(4～5)，于20～30℃以200～300转/分钟搅拌反应16～20小时；反应完成后，将反应液以2000～3000转/分钟离心10～15分钟，收集底部固体；将底部固体用底部固体重量50～70倍的无水乙醇和底部固体重量100～200倍的水洗涤后，于50～60℃、真空度0.07～0.09MPa的条件下干燥6～10小时，即得。4.一种磁性纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1将FeCl3·6H2O与乙二醇以固液比1：(50～60)(g/mL)混合，在磁力搅拌作用下以200～300转/分钟搅拌0.5～1小时，然后加入FeCl3·6H2O重量2.5～3倍的醋酸钠，继续以200～300转/分钟搅拌0.5～1小时；继续加入FeCl3·6H2O重量1.6～2倍的表面活性剂，以200～300转/分钟搅拌15～25分钟，得到混合液；将混合液转移至聚四氟乙烯衬里不锈钢高压反应釜中，于180～200℃加热反应10～13小时；将反应产物在外加磁场作用下分离收集，并用反应产物重量40～60倍的无水乙醇清洗，于40～50℃、真空度0.07～0.09MPa的条件下干燥6～10小时，得到黑色固体Fe3O4纳米微球；S2将Fe3O4纳米微球以固液比(2～3)：1(mg/mL)加入到摩尔浓度1～2mol/L的盐酸中，在超声功率200～500W、超声频率25～35kHz的条件下超声处理5～10分钟，然后用Fe3O4纳米微球重量80～200倍的水将Fe3O4纳米微球清洗干净；随后将清洗后的Fe3O4纳米微球加入盐酸体积8～12倍的乙醇/水体积比4/1的混合溶液，再加入盐酸体积0.09～0.1倍的质量分数28％的浓氨水，继续在超声功...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵之骏，郑锦彪，周新光，宋国新，王升，
申请(专利权)人：武汉谱信环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42