Abstract
Graphene is a good adsorbent for organic pollutants, especially for compounds containing benzene rings. When used in TiO2 nanotube arrays for micro-solid phase extraction (μ-SPE), the combination of graphene’s strong adsorptive properties with its good separation capabilities results in excellent sample preconcentration performance. In the present study, graphene-modified TiO2 nanotube arrays were prepared by electrodeposition using a cyclic voltammetric reduction method. Four carbamate pesticides, including metolcarb, carbaryl, isoprocarb, and diethofencarb, were used as model analytes to validate the enrichment properties of the prepared adsorbent in μ-SPE. Factors affecting the enrichment efficiency of the μ-SPE procedure were optimized and included sample pH, elution solvents, salting-out effect, adsorption time and desorption time. Under optimal conditions, graphene-modified TiO2 nanotube arrays exhibited excellent enrichment efficiency for carbamate pesticides. The detection limits of these carbamate pesticides ranged from 2.27 to 3.26 μg/L. The proposed method was validated using four environmental water samples, and yields of pesticides recovered from spiked test samples of the four analytes were in the range of 83.9–108.8%. These results indicate that graphene-modified TiO2 nanotube arrays exhibit good adsorption to the target pollutants, and the method described in this work could be used as a faster and easier alternative procedure for routine analysis of carbamate pesticides in real water samples
چکیده
گرافن یک جاذب خوب برای آلاینده های آلی است، به ویژه برای ترکیبات حاوی حلقه بنزن. هنگامی که در آرایه های نانولوله TiO2 برای استخراج فاز جامد میکرو (μ-SPE) استفاده می شود، ترکیبی از خواص جذب قوی گرافن با قابلیت جداسازی خوب آن منجر به عملکرد پیش تغلیظ نمونه بسیار عالی می شود. در مطالعه حاضر، به آرایه های نانولوله اصلاح شده با گرافن TiO2 توسط آبکاری با استفاده از یک روش کاهش ولتامتری چرخه ای تهیه شدند. چهار آفت کش کاربامات، از جمله متولکارب، کارباریل، ایزوپروکارب و دی اتوفنکارب به عنوان آنالیت های مدل به منظور اعتبارسنجی خواص غنی سازی جاذب آماده شده درμ -SPE استفاده شدند. عوامل موثر بر بهره وری غنی سازی روش μ -SPE بهینه سازی شدند و عبارت بودند از pH نمونه، حلال های شستشو، اثر نمک زدایی، زمان جذب و زمان واجذب. در شرایط مطلوب، آرایه های نانولوله TiO2 اصلاح شده با گرافن بهره وری غنی سازی بسیار عالی برای آفت کش کاربامات از خود نشان دادند. حدود تشخیص این آفت کش های کاربامات در بازه 2.27 تا 3.26 میکرو گرم بر لیتر قرار داشت. روش ارائه شده با استفاده از چهار نمونه آبی زیست محیطی تایید شد، و بازده آفت کش های بازیابی شده از نمونه آزمون های مشخصی از چهار آنالیت در بازه 83.9-108.8درصد بود. این نتایج نشان می دهد که آرایه های نانولوله TiO2 اصلاح شده با گرافن جذب خوبی از آلاینده های هدف داشته اند و روش شرح داده شده در این کار می تواند به عنوان یک روش جایگزین سریعتر و آسان تر برای تجزیه و تحلیل معمول از آفت کش کاربامات در نمونه آب واقعی استفاده شود.
1-مقدمه
آفت کش های کاربامات یک دسته بزرگ از آفت کش ها هستند که با توجه به این واقعیت به راحتی شکسته می شوند و در نتیجه نسبت به آفت کش هایی مانند پیرتوراید، اورگانوفسفروس و اورگانوکلرین از سمیت کمتری برخوردارند، به طور گسترده ای در بخش کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرند. اگرچه کاربامات ها به طور کلی بسیار زیست تخریب پذیر هستند، برخی از آنها برای محیط زیست و سلامت انسان خطرناک هستند...