C8修饰磁性氧化石墨烯的制备及在邻苯二甲酸酯分析中的应用

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邻苯二甲酸酯(Phthalate esters,PAEs)以其在塑料和塑料产品中良好的相互混溶性而得到世界范围内的广泛使用。但是PAEs作为内分泌干扰物,危害人体健康和生态环境,被多个国家列为优先控制污染物。因此,研究灵敏、准确、高效的PAEs检测方法具有重要意义。由于PAEs在环境水体中浓度很低,同时干扰物较多,常规分析方法常常难以满足痕量检测要求。所以,有必要发展样品分离富集新技术,以提高方法对PAEs的检出能力和分析结果的准确性。  固相萃取是广泛采用的样品前处理技术,吸附剂是该技术的核心。氧化石墨烯比表面积大,含有大量含氧基团,具有很好的亲水性,是一种优良吸附剂。如果对氧化石墨烯进行烷基链修饰,可望改善其对非极性化合物的吸附性能。在氧化石墨烯材料中引入磁性成分,借助外加磁场可实现快速的固-液相分离。  本文合成了C8修饰的磁性氧化石墨烯纳米材料,研究了其对邻苯二甲酸酯的吸附性能。以该材料为吸附剂,建立了磁性固相萃取-分散液液微萃取-气相色谱/质谱法(MSPE-DLLME-GC/MS)测定水中三种典型邻苯二甲酸酯的新方法,评估了其分析性能,并将该方法成功应用于环境水样中痕量邻苯二甲酸酯的测定。本论文主要内容包括以下几部分:  1.介绍本研究工作的研究背景和意义,综述了环境样品邻苯二甲酸酯目前常用的前处理方法和检测技术,简介了氧化石墨烯的性质及其在分离分析中的应用。  2.采用改进Hummer法合成了氧化石墨烯(GO),用化学共沉淀法在其表面负载Fe3O4粒子,得到了磁性氧化石墨烯(MGO),继之用C8与MGO偶联制备了C8修饰的磁性氧化石墨烯(C8-MGO)材料。以红外光谱仪、透射电镜、振动样品磁强计、热重分析仪对各步合成的材料进行表征。考察了MGO对三种邻苯二甲酸酯(邻苯二甲酸二丁酯 DBP、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯 DEHP和邻苯二甲酸二正辛酯DNOP)的吸附性能。结果表明:C8成功偶联到MGO上,带有GO片状结构的特征,负载Fe3O4粒径后饱和磁化强度为36.66emu/g。C8-MGO对这三种邻苯二甲酸酯的吸附等温线符合Freundlich模型,吸附动力学符合准二级动力学。  3.研究了C8-MGO对水样中DBP、DEHP和DNOP三种PAEs进行固相萃取的条件。考察了溶液pH、吸附时间、洗脱剂、洗脱液体积、洗脱时间、材料用量对固相萃取效果的影响,获得了最优固相萃取条件。  4.试验了分散液液微萃取水样中DBP、DEHP和DNOP三种PAEs的萃取条件。考察了萃取剂类型、萃取剂体积、萃取pH值、萃取盐效应、萃取水体积、萃取时间等因素对固相萃取PAEs效果的影响,获得了最优分散液液微萃取条件。  5.在优化的分离富集条件下,建立了以C8-MGO为吸附剂的磁性固相萃取-分散液液微萃取-气相色谱/质谱法分析环境水样中痕量邻苯二甲酸酯的方法,考察了方法性能。结果显示,本方法对DBP、DEHP、NDOP的富集倍数分别为4247、1405、1032倍,最低检测限分别为0.05、0.15、0.25ng/L,线性范围分别为0.05-20、0.05-40、0.05-40μg/L。方法应用于广州、佛山、东莞部分地区地下水及河流水中痕量邻苯二甲酸酯的检测,加标回收率在87.6%-117.3%之间,相对误差在3.2%-15.4%之间。测试结果表明,这三种邻苯二甲酸酯在水样中都有不同程度的检出,尤其是少数采样点水样中DBP的含量超过了水环境质量标准。  本方法具有富集倍数高、检出限低、操作简捷、有机溶剂用量少、回收率和重现性较好等优点,适于实际环境水样中痕量邻苯二甲酸酯的检测。
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