农药在农业中广泛用于防治害虫,从而提高生产力以满足需求。但是,过量使用农药会导致大量农作物受到污染,对环境中的水,土壤,空气以及人类的生命健康安全构成相当严重的威胁。因此对农药残留量的监测必不可少。为了准确测定蔬菜中的农药残留量,需要开发快速简单可靠的前处理技术。QuEChERS前处理技术由Anastassiades教授等人在2003年首先开发出来,之后就广泛应用于各种样品的多农药残留的分析中。然而,传统的QuEChERS方法中所用到的吸附剂(如C₁₈、PSA)吸附性能单一且分离过程繁琐,因此急需开发一种新型的环保、低价、性能优异的吸附剂。生物炭是由生物质（例如木材,肥料或农作物残留物）热裂解之后产生的富碳产物。它是一种稳定的固体,含有部分芳构化的碳,以及多孔结构即具有高的比表面积和孔隙率,可作为良好的吸附剂用于环境污染物管理。将磁性基质组装到生物炭的表面上可以通过外部磁场机械地收集和分离生物炭,无需繁琐的离心过程,从而实现更快捷、更简便的相分离过程。本文成功制备了磁性生物炭复合材料,建立了检测蔬菜中多种农药残留的简便有效的分析方法。并对生物炭的结构性质进行了优化改性,从而增加了生物炭的比表面积、孔隙率、芳环化程度,同时对改性生物炭对其他污染物吸附的增强作用和微观机理进行了探讨。第一部分基于三维磁性生物炭复合材料的快速样品前处理技术对蔬菜中多农药残留的分析方法目的:以废弃物柑橘皮为原料合成三维Fe₃O₄-生物炭复合材料用作QuEChERS前处理方法中的吸附剂,结合UHPLC-MS/MS用于检测蔬菜中49种痕量农药。方法:柑橘皮粉末经化学活化,高温碳化后得生物炭,再将其与Fe₃O₄经化学共沉淀法制得Fe₃O₄-生物炭。采用多元方法优化了样品量,溶剂体积,NaCl用量,提取时间,无水MgSO₄用量,吸附剂用量,纯化时间等提取参数。采用UHPLC-MS/MS作为蔬菜中49种痕量农药的检测方法。结果:提取时间和Fe₃O₄-生物炭用量对农药的回收率有显著影响,当提取时间为20 min和Fe₃O₄-生物炭用量为13.9 mg时是最佳条件。在最佳条件下,49种农药在1¹00μg kg^-1浓度范围内线性关系良好,相关系数大于0.9902。定量限（LOQ）在0.03-0.67μg kg^-1之间。平均回收率在81.3%至117.3%之间,日内相对标准偏差在0.5%-7.5%之间,日间相对标准偏差在0.6%-6.9%之间。结论:自制磁性生物炭复合材料可在含有复杂色素蔬菜的多种农药残留分析前处理中获得优良的回收率,具有较重要的应用价值和潜力。第二部分新型Fe₃O₄/氧化石墨烯/柑橘皮衍生生物炭基纳米复合材料的吸附性能研究目的:制备氧化石墨烯（GO）改性的新型磁性生物炭纳米复合材料（mGOCP）并以环丙沙星（CIP）和司帕沙星（SPA）为代表研究其吸附性能。方法:将废弃物柑橘皮,不同比例的GO（-0.1%,-0.5%,-1%）,Fe₃O₄纳米粒子混合物通过简便的一锅热解法合成了mGOCP-X。采用BET吸附法、SEM、EDS、VSM、Raman光谱、FT-IR、XPS、和TGA对合成的材料进行表征。通过动力学实验和等温吸附实验研究其吸附性能及作用机理。结果:随着GO比例的增加,材料的表面特性越显著。mGOCP-1%对CIP和SPA的吸附量分别是283.44 mg g^-1和502.37mg g^-1,表现出优异的吸附能力。CIP和SPA的主要吸附机理包括π-π电子供体-受体相互作用,氢键,疏水相互作用和静电相互作用。结论:磁性生物炭复合材料经GO改性后改善了其表面形态和结构,增强其吸附能力,可望作为环境中污染物的有效吸附剂。