柏林科技大学Arne Thomas研究组(Changxia Li)--石墨烯包覆固相微萃取纤维的制备及其在有机氯农药测定中的应用

涂层材料决定了固相微萃取(SPME)的灵敏度和选择性。石墨烯一直被认为具有显著的性质,例如高导热性,高机械性,优异的电子传输性能及良好的萃取能力。在这项工作中,基于溶胶-凝胶技术,将石墨烯固定在不锈钢线上,以获得新型SPME涂层。这种新型纤维具有均匀,多孔的表面,并具有出色的耐热性和溶剂稳定性。在优化条件下,对七种有机氯农药(OCPs)的萃取效率高于两种商用纤维(PDMS,85 m; PDMS/DVB,65 m)。使用自制的溶胶-凝胶-石墨烯SPME纤维,对于七种OCP的检出限范围是0.19 ng L-1(o,p-DDT)到18.3 ng L-1(七氯)。此外,还评估了每根单纤维的可重复性,相对标准偏差(RSD)为4.7%至10.6%。纤维到纤维的重现性为2.3-13.6%。所开发的方法已成功应用于雨水中OCP的测定,检测到六氯苯(62.7 ng/L),超氯(79.6 ng/L)和p,p-DDT(9.30 ng/L)的存在,其相对回收率在77.7%至120%之间。

Figure 1. 溶胶-凝胶-石墨烯涂层在(a-d)在不同放大倍数下的SEM图像,(e)纯石墨烯涂层和(f)纯溶胶-凝胶涂层的SEM图像。

Figure 2. 溶胶-凝胶-石墨烯涂层纤维,纯溶胶-凝胶涂层纤维和纯石墨烯涂层纤维的萃取性能比较。

Figure 3. 七种OCP的萃取时间曲线。

Figure 4. 七种OCP的解吸时间曲线。萃取时间25分钟,其他萃取条件与Fig.3相同。

Figure 5.解吸温度对OCPs萃取效率的影响。萃取时间25分钟,其他萃取条件与Fig.3相同。

Figure 6. 盐浓度对OCP萃取效率的影响。萃取时间25分钟,其他萃取条件与Fig.3相同。

相关研究成果于2020年由柏林科技大学Arne Thomas研究组(第一作者Changxia Li),发表在Nat. Commun.期刊上。原文:Ultralight covalent organic framework/graphene aerogels with hierarchical porosity。

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