不同掺氮量磁性石墨烯管材料的制备及其在环境内分泌干扰物检测中的应用开题报告

1. 研究目的与意义

20世纪90年代，人们发现某些化学物质能够改变生物体或者后代人群内分泌系统功能，从而导致严重的生殖发育问题，这些物质即是环境内分泌干扰物（EDCs）。环境内分泌干扰物可以冒充天然激素，当这些环境内分泌干扰物通过污染水源、食物等途径进入集体后，其会混入动物体内分泌系统，对天然激素造成影响，从而引起内分泌紊乱，使其内分泌失调，生殖能力下降，甚至引发肿瘤和生物绝种。双酚A（BPA）和雌激素等都是常见的内分泌干扰物。双酚A（BPA）主要用于制备环氧树脂和聚碳酸酯，是重要的有机化工原料。每年全世界大约有3000万吨含有BPA的塑料产品生成，但是BPA同时也会导致内分泌失调，根据欧盟近期报告表明，BPA奶瓶会诱发性早熟，威胁胎儿和儿童的健康成长，且从2011年3月2日起，已禁止生产含有BPA的婴儿奶瓶；现已证明的环境雌激素有80余种，主要分为：天然雌激素、植物性雌激素、动物性雌激素和人工合成雌激素四大类：（1）天然雌激素：指动物和人体内天然存在的雌激素，主要促进子宫与卵巢的发育。（2）植物性雌激素：是一组在植物种天然存在、本身或其代谢产物具有与雌激素受体结合，诱导产生弱雌激素的非甾体结构为主的植物化学物，如赤霉素、脱落酸和乙烯等。（3）动物性雌激素：通过生物界食物链蓄积效应，大量的多种类雌激素存在于动物体内，人类服用之后会在体内产生类似天然雌激素效应的物质。如被动物饲料添加剂喂养动物的体内含有较高浓度的雌二醇，在肉类加工过程成中对其结构浓度等方面的影响非常小，因此儿童在长时间食用这类肉质品后易诱发性早熟。（4）人工合成雌激素：常被作为药物使用，如己烯雌化学物、己烷雌酚、炔雌醇、炔雌醚等口服避孕药。人们接触较多的是含有雌激素的日用品，包括各种消毒剂、洗涤剂、化妆品、稀释剂、塑料制品、杀虫剂等。经研究证明，这类物质多数有雌激素效应，通过相应途径诱发性早熟，以及男性不育症。

目前，环境内分泌干扰物类化学品已引起全世界的极大关注，此类化学品已成为臭氧层破坏和全球变暖之后的第三大环境问题。对环境内分泌干扰物进行准确检测，能够有效预防环境中的内分泌干扰物造成的危害。现有分析方法诸如气相色谱法（GC）和气象色谱-质谱法（GC-MS）、高效液相色谱（HPLC）和液相色谱-质谱法（LC-MS）、光谱法和电感耦合等离子体-质谱法（ICP-MS）以及酶联免疫吸附测定法（ELISA）等。双酚和雌激素组分复杂，虽在环境中分布量少，但极少量的内分泌干扰物便可对生物体造成危害，因此对双酚和雌激素进行有效富集，选择行之有效的预处理方法便显得尤为重要。目前传统的方法有固相萃取、液液萃取、蒸汽蒸馏等方法，这些方法虽然操作简单，易于实行，但是同时需要消耗大量的有机溶剂，在费时的同时又向环境中导入新的环境污染物，并且增加后续废水处理的难度和成本。现今，微萃取技术已逐渐进入大家的视野，本实验拟合成磁性石墨烯管mNi@N-GrT，进行磁性固相萃取（MSPE）。其优点在于该复合材料对BP₃吸附效果好，萃取效率更高，同时既具有石墨烯类材料的巨大比表面积，又因其管状结构避免了石墨烯片堆积的性能；石墨烯管上还掺杂有氮原子，利于与污染物产生π-π共轭和氢键等作用。整个流程分离快速，不需有机溶剂，也因此没有对环境产生二次污染，做到了绿色环保。目前根据结论表明，氮掺杂是提高萃取效率的有效手法，众多其他领域中氮掺杂的运用和研究逐渐趋于完善，如运用高氮掺杂碳纳米纤维构建高性能锂离子电池，或将其运用于光伏产业和传感器等领域。然而氮掺杂在萃取领域的研究相对较少，本实验着重研究氮含量对萃取效果的影响，进一步进行泡腾片种类的优化，应用于环境样品雌激素的富集与分离。

2. 研究内容和预期目标

1.主要研究内容

（1）通过不同比例的物质的量、不同反应时间合成mni@n-grt，并制成泡腾片。

（2）前处理条件的优化：利用固相微萃取法对分析物进行前处理。并且对萃取时间、洗脱时间、洗脱剂种类、温度、ph等条件进行优化，探究出萃取效率最高的条件。

3. 研究的方法与步骤

1、研究方法和步骤

（1）合成mni@n-grt：

分别加入12mmol、20mmol和30mmol的双氰胺和0.84mmol醋酸镍溶解于dmf蒸干，并于管式炉中，通氮气保护气的情况下，将研磨好的材料放于管式炉中，以10度/分钟的条件程序升温到700度，保持两个小时，合成材料。

4. 参考文献

[1] 曹晨, 李文斌, 宋青, et al. 采用固相萃取/高效液相色谱法测定保健食品中12种双酚类化合物的迁移量[j]. 首都公共卫生, 2017(6):267-271.

[2] 华永有, 林麒, 林溢, et al. 超高效液相色谱-荧光检测法测定水中七种双酚类和烷基酚类化合物[j]. 现代预防医学, 2018(7).

[3] 张秋菊, 曹林波, 翁少梅,等. 固相微萃取-高效液相色谱法测定牛奶和肉类中己烯雌酚、丙酸睾酮和双酚a[j]. 中国卫生检验杂志, 2017(5):635-638.

5. 计划与进度安排