一种氧化石墨烯修饰的磁性纳米粒及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种氧化石墨烯修饰的磁性纳米粒及其制备方法和应用，其中，该磁性纳米粒包括：核体，所述核体是氧化石墨烯修饰的超顺磁性四氧化三铁构成的；以及壳体，所述壳体覆着在所述核体的表面上，所述壳体是由式I所示的重复单元构成的。该磁性纳米粒具有超顺磁性，而且具有比表面积大和多孔结构等优点，采用该磁性纳米复合材料对复杂样品中存在的三嗪类除草剂进行吸附富集，吸附能力强，速度快。速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化石墨烯修饰的磁性纳米粒及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及化学领域，具体地，涉及一种氧化石墨烯修饰的磁性纳米粒及其制备方法和应用，更具体地，涉及特异性吸附三嗪类除草剂的磁性纳米粒及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]磁固相萃取是一种具有很大潜力的样品前处理方法，由于操作简单、消耗溶剂少、吸附容量大等优势，赢得了广泛的关注。磁固相萃取已被成功应用于复杂样品中痕量/超痕量水平的有机污染物的吸附和富集净化。磁性吸附材料的性能是影响磁固相萃取方法的灵敏性和选择性的关键因素。目前，常见的磁性吸附材料主要包括无机物包覆型磁性材料、有机小分子嫁接型磁性材料以及碳纳米材料、分子印迹聚合物或金属有机框架材料等负载型磁性材料等。
[0003]三嗪类除草剂残留与很多健康因素有巨大的关系，如内分泌干扰作用、致癌性和从环境向食物链迁移的持续性等。专利技术人发现，三嗪类除草剂本身的低浓度和实际样品中复杂的介质，均会阻碍果蔬中三嗪类除草剂的高灵敏检测和杂质的高效去除。因此，应用吸附材料富集样品中痕量三嗪类除草剂残留是实现高灵敏度检测和杂质高效去除的关键。
[0004]由此，用于富集果蔬中三嗪类除草剂残留的磁性材料有待研究。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种磁性纳米粒，该纳米粒具有超顺磁性，而且具有比表面积大和多孔结构等优点，采用该磁性纳米复合材料对复杂样品中存在的三嗪类除草剂进行吸附富集，吸附能力强，速度快。
[0006]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种磁性纳米粒。根据本专利技术的实施例，该磁性纳米粒包括：核体，所述核体是氧化石墨烯修饰的超顺磁性四氧化三铁构成的；以及壳体，所述壳体覆着在所述核体的表面上，所述壳体是由式I所示的重复单元构成的，
[0007][0008]根据本专利技术实施例的磁性纳米粒具有超顺磁性，比表面积大，具有多孔结构，分散性好，吸附能力强，吸附速度快，可重复使用；尤其适用于复杂样品中三嗪类除草剂的吸附和富集，饱和吸附量大，检出限低。
[0009]另外，根据本专利技术上述实施例的磁性纳米粒还可以具有如下附加的技术特征：
[0010]根据本专利技术的实施例，所述磁性纳米粒的平均粒径为120
‑
250nm，优选地，为175nm。
[0011]根据本专利技术的实施例，所述壳体为多孔网状结构。
[0012]根据本专利技术的实施例，所述壳体的比表面积为50
‑
160m2·
g
‑1，优选地，为112.96m2·
g
‑1。
[0013]根据本专利技术的实施例，所述壳体的平均吸附孔径为4.0
‑
7.0nm，优选地，为5.8nm。
[0014]根据本专利技术的实施例，所述壳体的厚度为50
‑
80nm，平均厚度为67nm。
[0015]根据本专利技术的实施例，所述磁性纳米粒可重复使用8次以上。
[0016]根据本专利技术的实施例，所述磁性纳米粒的磁强度为21.6emu
·
g
‑1。
[0017]根据本专利技术的实施例，所述磁性纳米粒在X
‑
射线粉末衍射数据中，位于30.1
°
、35.4
°
、43.1
°
、53.5
°
、57.1
°
和62.6
°
的2θ处均存在晶体衍射峰。
[0018]根据本专利技术的实施例，所述磁性纳米粒对三嗪类除草剂的吸附能力为46.0
‑
88.2mg
·
g
‑1。
[0019]根据本专利技术的实施例，所述磁性纳米粒对三嗪类除草剂的吸附平衡时间为10
‑
20分钟。
[0020]根据本专利技术的实施例，所述三嗪类除草剂为莠灭净、特丁津、另丁津、莠去津和草达津中的至少一种。
[0021]根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种制备前述的磁性纳米粒的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将氧化石墨烯修饰的超顺磁性四氧化三铁纳米粒与三(4
‑
氨基苯基)胺(TAPA)接触并超声，再进行第一搅拌，以便得到第一混合物；以及将所述第一混
合物与三醛基间苯三酚(TP)和催化剂接触并进行第二搅拌，以便获得所述磁性纳米粒。
[0022]本专利技术实施例制备磁性纳米粒的方法，利用第一混合物作为桥梁，以三(4
‑
氨基苯基)胺(TAPA)和三醛基间苯三酚(Tp)作为功能单体，通过席夫碱反应在氧化石墨烯修饰的超顺磁性四氧化三铁纳米粒表面获得具有较大比表面积和有序多孔结构的壳体，获得磁性纳米粒，合成条件温和，操作简单，无其他副产物生成，属于高原子经济性反应。并且，制备得到的磁性纳米粒具有超顺磁性、比表面积大、吸附能力强、吸附速度快、可重复使用等优点。
[0023]根据本专利技术的实施例，所述氧化石墨烯修饰的超顺磁性四氧化三铁纳米粒与所述三(4
‑
氨基苯基)胺的比例为100mg：(0.1
‑
0.5)mmol，优选地，为100mg：0.3mmol。
[0024]根据本专利技术的实施例，所述氧化石墨烯修饰的超顺磁性四氧化三铁纳米粒与所述三醛基间苯三酚的比例为100mg：(0.1
‑
0.5)mmol，优选地，为100mg：0.3mmol。
[0025]根据本专利技术的实施例，所述三(4
‑
氨基苯基)胺与三醛基间苯三酚的摩尔比为1：1。
[0026]根据本专利技术的实施例，所述催化剂为乙酸。
[0027]根据本专利技术的实施例所述第一搅拌是在四氢呋喃中进行的。
[0028]根据本专利技术的实施例，所述第一搅拌的时间为20
‑
40分钟，优选地，为30分钟。
[0029]根据本专利技术的实施例，所述第二搅拌的时间为60
‑
140分钟，优选地，为120分钟。
[0030]根据本专利技术的实施例，所述第一搅拌和所述第二搅拌的温度均为60
‑
80℃，优选地，均为70℃；且所述第一搅拌和所述第二搅拌转速均为400
‑
800rpm，优选地，均为500rpm。
[0031]进一步，根据本专利技术的再一方面，本专利技术提供了一种吸附果蔬中三嗪类除草剂的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法是利用前述的磁性纳米粒进行的。
[0032]本专利技术实施例的方法对三嗪类除草剂的吸附能力强，速度快，并适用于复杂样品果蔬中三嗪类除草剂的吸附和提取。
[0033]根据本专利技术的实施例，所述磁性纳米粒的吸附能力为46.0
‑
88.2mg
·
g
‑1。
[0034]根据本专利技术的实施例，所述磁性纳米粒对三嗪类除草剂的吸附平衡时间为10
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性纳米粒，其特征在于，包括：核体，所述核体是氧化石墨烯修饰的超顺磁性四氧化三铁构成的；壳体，所述壳体覆着在所述核体的至少部分表面上，所述壳体是由式I所示的重复单元构成的。2.根据权利要求1所述的磁性纳米粒，其特征在于，所述磁性纳米粒的平均粒径为120
‑
250，优选地，为175nm，任选地，所述壳体为多孔网状结构，任选地，所述壳体的平均比表面积为50
‑
160m2·
g
‑1，优选地，为112.96m2·
g
‑1，任选地，所述壳体的平均吸附孔径为4.0
‑
7.0nm，优选地，为5.8nm，任选地，所述壳体的平均厚度为50
‑
80nm，优选地，为67nm，任选地，所述磁性纳米粒可重复使用8次以上。3.根据权利要求1所述的磁性纳米粒，其特征在于，所述磁性纳米粒的磁强度为21.6emu
·
g
‑1。4.根据权利要求1所述的磁性纳米粒，其特征在于，所述磁性纳米粒在X
‑
射线粉末衍射数据中，位于30.1
°
、35.4
°
、43.1
°
、53.5
°
、57.1
°
和62.6
°
的2θ处均存在晶体衍射峰。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的磁性纳米粒，其特征在于，所述磁性纳米粒对三嗪类除草剂的吸附能力为46.0
‑
88.2mg
·
g
‑1，任选地，所述磁性纳米粒对三嗪类除草剂的吸附平衡时间为10
‑
20分钟，任选地，所述三嗪类除草剂为莠灭净、特丁津、另丁津、莠去津和草达津中的至少一种。
6.一种制备权利要求1
‑
5任一项所述的磁性纳米粒的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，谢昀，许秀丽，王秀娟，
申请(专利权)人：中国检验检疫科学研究院，
类型：发明
国别省市：