[发明专利]利用石墨烯检测水体中烟碱类农药残留的方法

说明书

技术领域

本发明属于烟碱类农药检测技术领域，具体涉及一种利用石墨烯检测水体中烟碱类农药残留的方法。 

背景技术

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面二维碳质材料，石墨烯是构建其他炭质材料的基本单元，如石墨烯分解可以变成零维的富勒烯，卷曲可以形成一维的碳纳米管，叠加可以形成三维的石墨。其独特的结构使其具有各方面优良的性能，而目前人们广泛关注的是石墨烯在电学、热学和力学等方面的应用，石墨烯材料的理论比表面积高达到2600m²/g，作为具有巨大比表面积的石墨烯在其吸附特性方面少有报道，然而，有关碳纳米管作为新型吸附剂在吸附有机污染物质方面的应用却已有广泛的报道。因此，对于继碳纳米管之后的新型炭质纳米材料石墨烯在农药残留分析方面的应用也有待挖掘。 

烟碱类农药是一类新型高效、低毒、内吸性强、残效期长、残留量低的广谱性杀虫剂，在市场上占有很高的份额。烟碱类农药包括吡虫啉、啶虫脒、噻虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、呋虫胺、烯啶虫胺、氟啶虫酰胺以及近年来国内新开发的烟碱类杀虫剂氯噻啉等。该类药物以其对高等生物的低毒性以及对有害生物的持效性，被广泛应用于蔬菜蚜虫类、飞虱类以及地下害虫等有害昆虫的防治。但是该类杀虫剂水溶性好，在水中溶解度极高，在水中残留时间长，给人类健康和环境安全带来威胁。因此，建立一种快速、灵敏、稳定的环境分析方法对烟碱类杀虫剂在环境水体中的残留进行监控势在必行。 

对于水体中新烟碱类农药的残留分析，最传统的前处理技术是液液分配法，但此方法溶剂用量大，既浪费成本，又会对环境和操作人员造成不良影响，而且还要反复萃取，操作过程比较繁琐。另外一个传统且在水体中农药残留分析方面应用非常广泛的前处理技术是固相萃取法，该法通常填料用量比较大，而且小柱事先需要用溶剂预淋活化，浪费溶剂，小柱均为一次性的，成本比较高。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用石墨烯检测水体中烟碱类农药残留的方法，具体操 作步骤如下： 

(1)富集：取5-30mg的石墨烯加入到10-50ml含有烟碱类农药的水样中，然后调节PH，涡旋或振荡数秒，使目标物被吸附于石墨烯； 

(2)分离：将步骤(1)的含有烟碱类农药的水样离心，弃去水层，得到沉淀物； 

(3)提取：取4-8ml提取溶剂加入步骤(2)得到的沉淀物中，提取沉淀物中的烟碱类农药； 

(4)浓缩：加入氯化钠盐析并离心，取出上层溶液旋蒸，用氮气吹干，再用1ml溶剂定容； 

(5)检测：将定容后的样品进检测仪器进行检测； 

(6)回收：将使用过的石墨烯依次用有机溶剂和蒸馏水进行洗涤，回收再利用。 

步骤(1)中所述目标烟碱类杀虫剂选自以下物质中的一种或几种：啶虫脒、吡虫啉、噻虫嗪、氯噻啉、烯啶虫胺、噻虫啉、噻虫胺、呋虫胺、氟啶虫酰胺、氟虫腈。 

步骤(3)中所述洗脱溶剂是选自以下溶剂中的一种：正己烷，丙酮，甲醇，乙腈，乙酸乙酯，苯，二氯甲烷，石油醚。 

步骤(4)中所述溶剂是选自以下溶剂中的一种：正己烷，乙酸乙酯，丙酮，甲醇，乙腈，甲醇和水体积比为1∶3的混合溶液。 

步骤(6)中所述有机溶剂是选自以下有机溶剂中的一种或两种：正己烷，石油醚，丙酮，乙醇，乙腈，乙酸乙酯，二氯甲烷。 

所述石墨烯为市售。 

本发明的有益效果：(1)本发明的方法用石墨烯作为吸附材料，用量少，吸附能力强，制备成本低；(2)本发明的方法操作简便快速，既避免了反复萃取又避免过SPE小柱费时；(3)本发明的方法溶剂用量少，石墨烯可重复利用，既环保又节约成本；(4)本发明的方法准确度高，回收率在80-110％之间。 

附图说明

图1是HPLC-MS-MS六种烟碱类杀虫剂标样的色谱图，各个峰按时间顺序依次为：烯啶虫胺、噻虫嗪、吡虫啉、氯噻啉、啶虫脒、噻虫啉，各保留时间分别为：1.08min、1.61min、2.85min、3.49min、4.30min、7.32min； 

图2是HPLC-MS-MS啶虫脒标样及添加的提取离子色谱图(上为添加下为标样)； 

图3是HPLC-MS-MS吡虫啉标样及添加的提取离子色谱图(上为添加下为标样)； 

图4是HPLC-MS-MS噻虫嗪标样及添加的提取离子色谱图(上为添加下为标样)； 

图5是HPLC-MS-MS氯噻啉标样及添加的提取离子色谱图(上为添加下为标样)；