功能化碳纳米管及其在检测食品中甲基异柳磷的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种功能化碳纳米管及其在检测食品中甲基异柳磷的应用，功能化碳纳米管的制备：混合相同质量的三价铁盐和二价铁盐，加入氨水；混匀，水浴恒温，变色后，继续搅拌，离心分离，洗涤沉淀物，真空干燥，研磨，得磁性四氧化三铁纳米粒子；碳纳米管中依次加入浓硝酸和浓硫酸，加热回流，冷却，过滤多余的酸，洗涤粉末状物质，干燥，得多壁碳纳米管；多壁碳纳米管加入三甘醇溶液中，超声；加入磁性四氧化三铁纳米粒子，混匀，加热保温，冷却；乙醇稀释并用磁铁分离产物；清洗，真空烘干，得功能化碳纳米管，用于检测食品中的甲基异柳磷。该功能化碳纳米管能够高选择性反相吸附检测蔬菜制品甲基异柳磷过程中的干扰物质，不吸附目标物质。

【技术实现步骤摘要】
功能化碳纳米管及其在检测食品中甲基异柳磷的应用
本专利技术属于反相固相萃取应用
，涉及一种功能化碳纳米管，特别涉及一种用于反相固相萃取吸附食品中甲基异柳磷检测过程中干扰物质的磁性纳米粒子功能化碳纳米管复合材料；本专利技术还涉及一种该功能化碳纳米管在检测食品中甲基异柳磷中的应用。
技术介绍
近年来，人们对食品安全问题越来越重视，食品中的残留农药不仅对人类健康及环境带来了很大的伤害，而且严重影响了农产品的进出口。农药在防治农产品病虫害的使用方面起到了积极作用，但也不同程度的污染了农作物和自然环境。由于农药大量不合理的使用，使得蔬菜、粮食、瓜果等农产品甚至土壤中的农药残留严重超标。因此，加强农药检测与降解方法的研究，解决有机磷等农药对环境及食物的污染问题，是人类当前迫切需要解决的问题之一。在农药残留分析中，样品的前处理技术对分析结果的准确性具有较大影响。通常，样品的前处理也是农药残留分析中最耗时的部分，由于农药残留分析涉及的农药和基质的种类繁多，需结合实际条件选用适当的样品前处理方法。对于食品中污染物的分析检测，样品前处理技术是分析过程中至关重要的一环。样品前处理可以起到对目标分析物分离富集，并减少或消除样品基质干扰的作用，从而实现痕量分析。然而，传统样品前处理技术大多存在操作步骤繁琐和耗时等弊端，因此开发简便、快速、高效、低污染的样品前处理技术是现代分析化学发展的一个重要方向。样品前处理一般分为样品的提取、样品的净化，样品提取时，样品中的色素、脂类和蜡质等基质干扰物会一起被提取出来，从而干扰目标分析物的检测。样品净化就是将干扰物质减少或去除的步骤。功能化碳纳米管具有大的比表面积、良好的化学稳定性、较强的疏水性和易于进行化学修饰等优点，是一种典型的反相分散固相萃取剂，可以同时实现样品的提取和净化，消耗的溶剂少且不需要昂贵的仪器，可以用于食品和生物基质中环境有机污染物的提取净化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种功能化碳纳米管，能够反相高选择性吸附样品中的干扰物质，消除基质干扰，提高检测效率，节约成本。本专利技术的另一个目的是提供一种上述碳纳米管的应用。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种功能化碳纳米管，其特征在于，该功能化碳纳米管这样制得：1）将0.5g的FeCl2·4H2O和0.5g的FeCl3·6H2O混合，加入20mL体积分数为28%的NH3·H2O；剧烈搅拌混合均匀，50℃～70℃水浴恒温，混合液由橙红色逐渐变成黑色后，再继续搅拌45分钟，停止反应，离心分离，反复洗涤沉淀物，直至洗涤沉淀物后水的pH值为7，移去上层清液，真空干燥24h，研磨，得到固体磁性四氧化三铁纳米粒子；2）1g碳纳米管放入烧瓶中，依次加入15mL浓硝酸和45mL浓硫酸，加热回流0.5h，冷却至室温，过滤多余的酸，去离子水洗涤所剩的粉末状物质，直至洗涤后水的pH值为7，将洗净的粉末状物质干燥后，得纯化碳纳米管；3）按25mL三甘醇溶液中加入200mg步骤1）制得的磁性四氧化三铁纳米粒子和80mg步骤2）制得的多壁碳纳米管的比例，分别取三甘醇溶液、步骤1）制得的磁性四氧化三铁纳米粒子和步骤2）制得的多壁碳纳米管；多壁碳纳米管加入三甘醇溶液中，超声10min后；边磁力搅拌边加入磁性四氧化三铁纳米粒子，混匀后，加热至280℃，并保持30min，自然冷却至室温；乙醇稀释并用磁铁从水溶液中将产物分离出来；用乙醇反复清洗分离出来的产物，真空烘干，制得功能化碳纳米管。本专利技术的另一个技术方案是：一种上述的功能化碳纳米管在检测食品中甲基异柳磷的应用。本专利技术功能化碳纳米管能够高选择性反相吸附检测蔬菜制品甲基异柳磷过程中的干扰物质。在样品前处理时，以丙酮为介质，进行反相吸附，定容后进样，主要操作为涡旋、超声、离心，操作简单易行，并且使用的功能化碳纳米管经过丙酮洗涤三次后可以重复利用。从经济、简便、环保的角度来看，用本专利技术功能化碳纳米管复合材料测定蔬菜制品中甲基异柳磷的方法相对于现有的前处理方法具有很大的优势，即在测定过程中，该功能化碳纳米管复合材料只吸附样品中的干扰物质而不吸附目标物质；且测定过程中使用丙酮作为介质取代乙酸乙酯，主要操作为涡旋、超声、离心，操作简单快速、重现性好、选择性高，使用有机溶剂量少，经济环保。附图说明图1是本专利技术实施例1制得的功能化碳纳米管的透射电镜图。图2是本专利技术实施例1制得的功能化碳纳米管对检测甲基异柳磷样品净化效果与国标5009.144-2016净化效果对比图。图3是本专利技术实施例1制得的功能化碳纳米管对检测甲基异柳磷样品消除基质干扰与国标5009.144-2016消除基质干扰对比图。图4是本专利技术实施例1制得的功能化碳纳米管对检测甲基异柳磷样品净化过程中所用吸附量图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式进一步阐述本专利技术。本专利技术提供了一种能够反相选择性吸附蔬菜制品中有机磷农药甲基异柳磷的功能化碳纳米管，该功能化碳纳米管作为一种反相固相萃取柱相对于现有的其他一些萃取柱（如氨基复合柱、弗洛硅土柱、C18柱等）降低了对蔬菜中甲基异柳磷检测过程中的基质干扰。该功能化碳纳米管采用以下方法制得：1）磁性Fe3O4纳米粒子的制备：将0.5g的FeCl2·4H2O和0.5g的FeCl3·6H2O混合，加入20mL体积分数为28%的NH3·H2O；剧烈搅拌混合均匀，50℃～70℃水浴恒温，混合液由橙红色逐渐变成黑色后，再继续搅拌45分钟后停止反应，5000r/min转速下离心分离，蒸馏水反复洗涤沉淀物，直至洗涤沉淀物后水的pH值为7，移去上层清液，在60℃～80℃的温度下真空干燥24h，研磨，得到固体磁性四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子；2）碳纳米管纯化：将1g碳纳米管（CNTs）放入100mL烧瓶中，依次加入15mL浓硝酸和45mL浓硫酸，装好回流冷凝和吸收装置，加热回流0.5h，冷却至室温后，过滤多余的酸，所剩的粉末状物质即为纯碳纳米管，去离子水洗涤所得的纯碳纳米管，直至洗涤后水的pH值为7，将洗涤干净的纯碳纳米管放入烘箱，干燥2h，得纯化碳纳米管；3）功能化碳纳米管的制备：按25mL三甘醇溶液中加入200mg步骤1）制得的磁性Fe3O4纳米粒子和80mg步骤2）制得的多壁碳纳米管的比例，分别取三甘醇溶液、步骤1）制得的磁性Fe3O4纳米粒子和步骤2）制得的多壁碳纳米管；多壁碳纳米管加入三甘醇溶液中，超声10min后；边磁力搅拌边加入磁性Fe3O4纳米粒子，混匀后，置于集热式恒温加热磁力搅拌器内加热至280℃，并保持30min，然后自然冷却至室温；用乙醇稀释并用商业磁铁通过磁吸附过程从水溶液中将产物分离出来；用乙醇反复清洗分离出来的产物，真空烘干，制得功能化碳纳米管。本专利技术还提供了一种上述制得的功能化碳纳米管在提取及净化蔬菜中有机磷农药方面的应用，具体为：称取均质菠菜样品10.00g于50mL离心管中，加入甲基异柳磷有机磷农药标液0.060mL（10.0μg/mL），加入10mL丙酮，再加入10mg本专利技术功能化碳纳米管，涡旋5～15min，超声20～30min后静止，萃取后，将磁铁放置在离心管管壁处收集磁性吸附剂。最后取其上清液过0.22μm膜，得待测样品。用本专利技术功能化碳纳米管净化蔬菜制品中的甲基异柳磷时，检测方法和检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能化碳纳米管，其特征在于，该功能化碳纳米管这样制得：1）将0.5g的FeCl2·4H2O和0.5g的FeCl3·6H2O混合，加入20mL体积分数为28%的NH3·H2O；剧烈搅拌混合均匀，50℃～70℃水浴恒温，混合液由橙红色逐渐变成黑色后，再继续搅拌45分钟，停止反应，离心分离，反复洗涤沉淀物，直至洗涤沉淀物后水的pH值为7，移去上层清液，真空干燥24h，研磨，得到固体磁性四氧化三铁纳米粒子；2）1g碳纳米管放入烧瓶中，依次加入15mL浓硝酸和45mL浓硫酸，加热回流0.5h，冷却至室温，过滤多余的酸，去离子水洗涤所剩的粉末状物质，直至洗涤后水的pH值为7，将洗净的粉末状物质干燥后，得纯化碳纳米管；3）按25mL三甘醇溶液中加入200mg步骤1）制得的磁性四氧化三铁纳米粒子和80mg步骤2）制得的多壁碳纳米管的比例，分别取三甘醇溶液、步骤1）制得的磁性四氧化三铁纳米粒子和步骤2）制得的多壁碳纳米管；多壁碳纳米管加入三甘醇溶液中，超声10min后；边磁力搅拌边加入磁性四氧化三铁纳米粒子，混匀后，加热至280℃，并保持30min，自然冷却至室温；乙醇稀释并用磁铁从水溶液中将产物分离出来；用乙醇反复清洗分离出来的产物，真空烘干，制得功能化碳纳米管。...

【技术特征摘要】
1.一种功能化碳纳米管，其特征在于，该功能化碳纳米管这样制得：1）将0.5g的FeCl2·4H2O和0.5g的FeCl3·6H2O混合，加入20mL体积分数为28%的NH3·H2O；剧烈搅拌混合均匀，50℃～70℃水浴恒温，混合液由橙红色逐渐变成黑色后，再继续搅拌45分钟，停止反应，离心分离，反复洗涤沉淀物，直至洗涤沉淀物后水的pH值为7，移去上层清液，真空干燥24h，研磨，得到固体磁性四氧化三铁纳米粒子；2）1g碳纳米管放入烧瓶中，依次加入15mL浓硝酸和45mL浓硫酸，加热回流0.5h，冷却至室温，过滤多余的酸，去离子水洗涤所剩的粉末状物质，直至洗涤后水的pH值为7，将洗净的粉末状物质干燥后，得纯化碳纳米管；3）按25mL三甘醇溶液中加入200mg步骤1）制得的磁性四氧化三铁纳米粒子和80mg步骤2）制得的多壁碳纳米管的比例，分别取...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁彩霞，洪霞，柴宗龙，邓丽娟，钱滢文，张彦军，王杰斌，
申请(专利权)人：甘肃省商业科技研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62