色谱 ›› 2023, Vol. 41 ›› Issue (6): 457-471.DOI: 10.3724/SP.J.1123.2022.09027
收稿日期:
2022-09-29
出版日期:
2023-06-08
发布日期:
2023-06-01
通讯作者:
*Tel:(0931)7973035,E-mail:基金资助:
WANG Xuemei(), HUANG Lixia, YUAN Na, HUANG Pengfei, DU Xinzhen, LU Xiaoquan
Received:
2022-09-29
Online:
2023-06-08
Published:
2023-06-01
Supported by:
摘要:
样品前处理技术在复杂样品(如生物、食品和环境等样品)的分析过程中起着至关重要的作用,是整个分析过程的关键,其主要目的是使待测物与样品基质或样品中的干扰物质分离,并达到仪器可以分析检测的状态。对于样品前处理技术而言,有着优异吸附性能的吸附剂是核心和关键,因此开发具有高选择性和高富集性的吸附材料是该技术目前面临的最大挑战。近年来,各类性能优异的纳米材料被应用于样品前处理领域,发展了众多具有功能多样化、高选择性、高富集性的纳米萃取材料。中空纳米材料是一类在固体壳内具有很大空隙的纳米粒子,因有较大的有效表面积、丰富的内部空间、短的质量传输路径和较高的承载能力等优点,在样品前处理领域表现出了巨大的应用潜力,其主要是通过π-π堆积、静电、氢键以及疏水作用等相互之间的协同作用实现对目标分析物的高效分离和富集。同时由于中空纳米材料优异的物理化学性能,也获得了各个研究领域的广泛关注,成为材料科学的研究前沿。但是,中空纳米材料的合成方法仍存在步骤复杂、成本较高、条件相对严苛、涉及剧毒物质等问题。本文总结了中空纳米材料的主要类型、合成方法以及在样品前处理中的研究进展,探讨了中空纳米材料在合成方法上遇到的挑战。最后,对中空纳米材料在样品前处理中的应用及发展进行了展望。
中图分类号:
王雪梅, 黄丽霞, 袁娜, 黄鹏飞, 杜新贞, 卢小泉. 中空纳米材料的制备及其在样品前处理中的应用进展[J]. 色谱, 2023, 41(6): 457-471.
WANG Xuemei, HUANG Lixia, YUAN Na, HUANG Pengfei, DU Xinzhen, LU Xiaoquan. Progress in preparation of hollow nanomaterials and their application to sample pretreatment[J]. Chinese Journal of Chromatography, 2023, 41(6): 457-471.
图1 采用溶剂热法合成壳层厚度和空穴空间可控的C掺杂ZnO微球[14]
Fig. 1 Synthesis of C-doped ZnO microspheres with controllable shell layer thickness and cavity space by solvothermal method[14]
图2 核壳纳米颗粒Fe3O4@Carbon@ZIF-8的合成路线[19]
Fig. 2 Detailed synthesis route of magnetic carbon@zeolite imidazole ester skeleton-8 (Fe3O4@Carbon@ZIF-8) core-shell nanoparticles[19]
图5 所制备的TiO2纳米结构的溶剂特性和形态行为之间的相关性示意图[29]
Fig. 5 Schematic diagram of the correlation between solvent properties and morphological behaviors of the prepared TiO2 nanostructures[29]
图7 (a)ZnO空心微球的形成示意图与(b-e)ZnO空心微球在溶热时间分别为2、6、12、24 h的演变过程[33]
Fig. 7 (a) Schematic illustration of the formation of ZnO hollow microspheres and (b-e) the evolution of ZnO hollow microspheres with solvothermal time of 2, 6, 12, 24 h, respectively[33]
图9 (a)MMTNS@CS-HMPHS的合成过程示意图及其(b)独特微观结构和潜在应用[40]
Fig. 9 (a) Schematic illustration of the route for preparing, and (b) unique microstructure and potential applications of montmorillonite hollow and graded mesoporous microspheres (MMTNS@CS-HMPHS)[40]
图10 制备稳定的硫化空心LMNO的示意图[42]
Fig. 10 Schematic illustration for the fabrication of stable vulcanized hollow lithium-rich layered cathode nanomaterials (LMNO)[42]
图13 MSPE的示意图和CoO@C的制备过程[70]
Fig. 13 Schematic of magnetic solid-phase extraction (MSPE) and preparation process of porous cage-like hollow magnetic carbon doped cobalt oxide nanocomposites (CoO@C)[70]
图14 核壳纳米复合材料In2S3@MIL-125(Ti)的合成过程示意图[83]
Fig. 14 Synthesis procedure of the core-shell nano-composite indium(Ⅲ) sulfide@metal-organic backbone (In2S3@MIL-125(Ti))[83]
Method | Type of materials | Analytes | Combined method | Linear range | LODs | Ref. |
---|---|---|---|---|---|---|
SPE | CHPMs | V(Ⅴ), Cr(Ⅲ), Cu(Ⅱ), Cd(Ⅱ), Pb(Ⅱ) | ICP-MS | 0.05-15 μg/L | 0.8-3.2 ng/L | [ |
NiCo2O4 | Pb(Ⅱ) | FAAS | 0.5-10 mg/L | 5.9 μg/L | [ | |
h-PDA@L-lys | BR | HPLC | - | - | [ | |
SPME | HCNCs | PAHs | GC-MS | 5-2000 ng/L | 0.03-0.70 ng/L | [ |
Co3O4/C | PAHs | HPLC | 0.005-1000 μg/L | 0.002-2.680 μg/L | [ | |
Fe2O3/CeO2@MnO2 | PAHs | GC-MS | 0.04-100 μg/L | 0.38-3.57 ng/L | [ | |
MSPE | CoO@C | PAHs | HPLC | 0.5-1000 μg/L | 0.06-1.30 μg/L | [ |
Fe3O4@C | PBDEs | GC-MS | 1-1000 ng/L | 0.07-0.17 ng/L | [ | |
Fe3O4@COFs | DPA | HPLC | 0.1-100 mg/L | 0.02-0.08 mg/L | [ | |
Fe3O4@MIL-100 | triclosan | HPLC | 0.1-50 mg/kg | 0.03 mg/kg | [ | |
DSPE | BNHSs | PCBs | GC-MS | 0.15-250 ng/L | 0.04-0.09 ng/L | [ |
In2S3@MIL-125(Ti) | NPAHs | GC-MS | 10-1000 ng/L | 2.9-83.0 ng/L | [ |
表1 中空纳米材料在样品前处理中的应用
Table 1 Application of hollow nanomaterials in sample pretreatment
Method | Type of materials | Analytes | Combined method | Linear range | LODs | Ref. |
---|---|---|---|---|---|---|
SPE | CHPMs | V(Ⅴ), Cr(Ⅲ), Cu(Ⅱ), Cd(Ⅱ), Pb(Ⅱ) | ICP-MS | 0.05-15 μg/L | 0.8-3.2 ng/L | [ |
NiCo2O4 | Pb(Ⅱ) | FAAS | 0.5-10 mg/L | 5.9 μg/L | [ | |
h-PDA@L-lys | BR | HPLC | - | - | [ | |
SPME | HCNCs | PAHs | GC-MS | 5-2000 ng/L | 0.03-0.70 ng/L | [ |
Co3O4/C | PAHs | HPLC | 0.005-1000 μg/L | 0.002-2.680 μg/L | [ | |
Fe2O3/CeO2@MnO2 | PAHs | GC-MS | 0.04-100 μg/L | 0.38-3.57 ng/L | [ | |
MSPE | CoO@C | PAHs | HPLC | 0.5-1000 μg/L | 0.06-1.30 μg/L | [ |
Fe3O4@C | PBDEs | GC-MS | 1-1000 ng/L | 0.07-0.17 ng/L | [ | |
Fe3O4@COFs | DPA | HPLC | 0.1-100 mg/L | 0.02-0.08 mg/L | [ | |
Fe3O4@MIL-100 | triclosan | HPLC | 0.1-50 mg/kg | 0.03 mg/kg | [ | |
DSPE | BNHSs | PCBs | GC-MS | 0.15-250 ng/L | 0.04-0.09 ng/L | [ |
In2S3@MIL-125(Ti) | NPAHs | GC-MS | 10-1000 ng/L | 2.9-83.0 ng/L | [ |
|
[1] | 曲健, 倪余文, 于浩然, 田洪旭, 王龙星, 陈吉平. 土壤中石油烃检测的前处理新方法:硅胶脱水-环己烷提取[J]. 色谱, 2023, 41(9): 814-820. |
[2] | 刘威, 贾冬雪, 连文慧, 赵雨. 金属有机框架分子印迹材料的应用进展[J]. 色谱, 2023, 41(8): 651-661. |
[3] | 黄剑英, 夏凌, 肖小华, 李攻科. 微芯片电泳技术在生物样品分离分析中的研究进展[J]. 色谱, 2023, 41(8): 641-650. |
[4] | 高祎阳, 丁亚丽, 陈鲁玉, 杜芳, 辛绪波, 冯娟娟, 孙明霞, 冯洋, 孙敏. 共价有机框架材料在固相萃取中的最新应用进展[J]. 色谱, 2023, 41(7): 545-553. |
[5] | 叶翰章, 刘婷婷, 丁永立, 顾婧婧, 李宇浩, 王琪, 张占恩, 王学东. 泡腾辅助微萃取技术的开发与应用研究进展[J]. 色谱, 2023, 41(4): 289-301. |
[6] | 余涛, 陈立, 张文敏, 张兰, 卢巧梅. 微孔有机网络材料的合成方法及其在样品前处理中的应用进展[J]. 色谱, 2023, 41(12): 1052-1061. |
[7] | 商伟伟, 索德成, 李桐, 杜秋玲, 蒋先鸿, 王培龙. 金属有机框架材料UiO-67富集净化牛奶中孕激素残留[J]. 色谱, 2022, 40(8): 712-720. |
[8] | 袁红梅, 卢泽毅, 李玉凰, 张成江, 李攻科. 亚胺类共价有机骨架材料在样品前处理中的应用[J]. 色谱, 2022, 40(2): 109-122. |
[9] | 冯娟娟, 孙明霞, 冯洋, 辛绪波, 丁亚丽, 孙敏. 石墨烯应用于样品前处理的研究进展[J]. 色谱, 2022, 40(11): 953-965. |
[10] | 程嘉雯, 马继平, 李爽, 田永. 六溴环十二烷的样品前处理和检测方法研究进展[J]. 色谱, 2022, 40(10): 872-881. |
[11] | 孙敏, 李春英, 孙明霞, 冯洋, 冯加庆, 孙海丽, 冯娟娟. 氧化石墨烯功能化三聚氰胺-甲醛气凝胶涂层固相微萃取管的制备及其应用[J]. 色谱, 2022, 40(10): 889-899. |
[12] | 李婷, 常蒙蒙, 石先哲, 许国旺. 分子印迹聚合物在极性农药残留检测中的应用进展[J]. 色谱, 2021, 39(9): 930-940. |
[13] | 周丽慧, 肖小华, 李攻科. 干果类食品的样品前处理与分析检测方法研究进展[J]. 色谱, 2021, 39(9): 958-967. |
[14] | 冯娟娟, 纪香平, 李春英, 孙明霞, 韩森, 冯加庆, 孙海丽, 冯洋, 孙敏. 新型样品前处理材料在环境污染物分析检测中的研究进展[J]. 色谱, 2021, 39(8): 781-801. |
[15] | 张梦婷, 张育露, 王浩江, 李宁, 李波, 肖虹, 卞伟, 蔡宗苇. 质谱成像技术及其在乳腺癌研究中的应用[J]. 色谱, 2021, 39(6): 578-587. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||