石墨烯复合材料固相微萃取涂层的制备及其对水样中六六六残留的测定

摘要: 该文制备了石墨烯复合材料并将其包覆于铜丝上作为萃取纤维，利用固相微萃取/气相色谱－ 电子捕获检测器( GC － ECD) 技术，建立了环境水样中有机氯农药六六六残留的直接测定方法。优化了萃取时间、萃取温度、pH 值及离子强度等固相微萃取条件。在优化的实验条件下，所制备的纤维对α-六六六、β-六六六、γ-六六六与δ-六六六的加标回收率为76%～ 120%，单一纤维的相对标准偏差( RSD) 为4. 8%～ 7. 5%，不同纤维之间的相对标准偏差为4. 1%～ 9. 1%。4 种不同结构的六六六在0. 5 ～ 200 μg /L 范围内具有良好线性，检出限为0. 04 ～ 0. 15 μg /L。该方法操作简便、快速、灵敏度高，可用于水样中六六六的检测。

    近年来，有机氯杀虫剂［1 － 3］在环境中的残留量已引起广泛的社会关注［4］，由于其本身难降解，并可通过食物链富集，使得其对环境所带来的危害不容忽视。尤其是60 年代已经禁止生产和使用的六六六，其氯苯结构能够在环境中稳定存在，并可随环境发生远距离迁移。由于六六六中氯原子的空间位置不同，存在4 种不同形态的异构体，其在环境中的行为也存在差异，因此，探索六六六，特别是不同形态六六六的检测方法具有重要意义。目前检测该类物质较为普遍的方法为气相色谱法，但其样品前处理复杂，且需要耗费大量的有机溶剂，不仅浪费了人力物力，还对环境造成了污染。
    固相微萃取( SPME) 是20 世纪90 年代兴起的一项新颖的样品前处理与富集技术［5 － 8］，集众多萃取技术的优点于一体，并可与多种分析仪器相结合，实现对目标物的快速分析与测定。在SPME 中，适宜的涂层材料可以实现理想的萃取效果，由于SPME 技术几乎可以用于气体、液体、生物、固体等样品中各类挥发性、半挥发性以及不挥发性物质的分析［9］，因此，制备具有优越萃取性能的涂层材料显得尤为重要。
    近年来，石墨烯［10］以其独特的单层碳原子结构，在物理、化学和材料学界引起了广泛的关注［11］。石墨烯是由碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种炭质新材料［12］，具有表面积高，热稳定性和化学稳定性好，成本低，机械强度高等特点，这使得将其制备成性能优越的SPME 涂层材料成为可能。
    本文利用溶胶－ 凝胶技术［13 － 15］，首先在铜丝纤维表面固定一层膜，再将石墨烯均匀分散在膜结构中形成石墨烯复合物。所制得的复合物为固相微萃取纤维提供了大量的吸附位点，一次取样即可实现对4 种不同形态六六六的分离、测定，提高了测定的灵敏度。