基于石墨烯功能材料的环境样品前处理新方法研究

近年来，二维纳米材料石墨烯引起了广泛的研究热潮。石墨烯具备超大的比表面积、稳定的物化性质、良好的可修饰性等，因此有望成为一种优异的吸附材料。本项目拟将石墨烯与固相萃取、固相微萃取等样品前处理方法相结合，开发一系列新的环境样品前处理方法，用于富集和分析水、土壤、沉积物等多种环境介质和生物样品中的多溴联苯醚（PBDEs）及其代谢物、全氟化合物（PFCs）、重金属离子等几类典型的有毒污染物。拟将石墨烯与有序介孔材料、磁性材料和混合胶束等材料结合起来，制备石墨烯功能化的复合吸附填料和纤维涂层，提高传统方法的萃取效率和萃取选择性。项目完成后将获得新的环境样品前处理方法，同时有望在石墨烯对污染物的吸附机理及新型污染物净化材料等方面获得突破。

样品前处理技术目前已成为制约分析化学和环境化学发展的瓶颈问题。本项目围绕石墨烯材料在样品前处理中的应用，着眼于解决目前样品前处理与环境分析化学中的关键科学问题，主要开展了以下几个方面的研究：（1）基于石墨烯的环境样品前处理新方法；（2）复合石墨烯吸附材料的制备及其在样品前处理中的应用；（3）基于石墨烯材料的小分子污染物质谱分析方法；（4）基于其他相关纳米材料的环境分析方法。这些工作阐明了石墨烯对不同污染物的吸附机理，揭示了其在样品前处理中的巨大应用潜力；开发了一系列石墨烯基复合萃取材料的合成新途径, 并被其他研究者广泛采纳用于污染物萃取与消除；针对多种环境介质中的痕量新型污染物，建立了基于多种萃取技术及色-质联用的分析方法体系，为新型污染物的环境健康研究提供了分析技术。这些工作获得了国内外同行的好评并引发了一系列后续研究。本项目研究成果共发表SCI论文12篇（其中影响因子>5的7篇），中文核心期刊论文2篇，申请发明专利2项，培养硕士研究生1名，达到了预期目标。