该文档属于类型a，是一篇关于使用功能化多壁碳纳米管（MWCNT-OH）作为分散固相萃取（DSPE）材料结合高效液相色谱（HPLC）测定环境和食品样品中噻菌灵（TBZ）的原创研究论文。以下为详细学术报告：

一、作者与发表信息

本研究由Xu Xu、Na Long、Junna Lv、Lingling Wang、Minhui Zhang、Xinyu Qi、Lei Zhang（通讯作者）共同完成，作者单位均为辽宁大学化学学院。论文标题为《Functionalized multiwalled carbon nanotube as dispersive solid-phase extraction materials combined with high-performance liquid chromatography for thiabendazole analysis in environmental and food samples》，发表于2016年的期刊Food Analytical Methods（卷9，页码30–37），DOI号为10.1007/s12161-015-0167-x。

二、学术背景

科学领域：本研究属于分析化学与环境食品检测交叉领域，聚焦农药残留分析技术。
研究动机：噻菌灵（TBZ）是一种广泛使用的杀菌剂和驱虫剂，但其残留可能通过食物链积累，对人类健康（如肝肾毒性、致癌性）和环境（水体、土壤污染）构成威胁。尽管各国设定了残留限量（5–10 mg/kg），但现有检测方法存在前处理复杂、耗时长或成本高等问题。
研究目标：开发一种基于羟基功能化多壁碳纳米管（MWCNT-OH）的分散固相萃取（DSPE）方法，结合高效液相色谱（HPLC），实现环境和食品样品中TBZ的快速、高效、低成本检测。

三、实验流程与创新方法

1. 样品前处理

• 样品类型：工业废水、合成水样（含Na⁺、K⁺等无机离子）、橙汁/苹果汁/梨汁。
  
• 样品制备：10 mL样品经0.45 μm滤膜过滤后，直接用于DSPE，无需pH调节（天然pH≈6.0）。
  

2. 分散固相萃取（DSPE）优化

• 吸附剂选择：对比原始多壁碳纳米管（MWCNT）与羟基功能化MWCNT（MWCNT-OH），后者因亲水性和表面羟基增强氢键作用，吸附效率更高（图1a）。
  
• 关键参数优化：
  
  • 吸附剂用量：7 mg MWCNT-OH可实现99.58%回收率。
    
  • 萃取时间：4分钟达到平衡（传统SPE需30–60分钟），归因于MWCNT-OH的高比表面积和均匀分散性。
    
  • pH影响：TBZ在pH 4.0–12.0（pKa₁=4.73，pKa₂=12.0）以中性分子形式存在，与MWCNT-OH通过π-π堆积和氢键作用吸附；pH超出此范围时静电排斥降低吸附率（图2）。
    
  • 离子强度：未添加NaCl，避免MWCNT团聚导致的吸附效率下降。
    

3. 解吸条件

• 解吸溶剂：1 mL甲醇+200 μL离子液体（[C₆mim][PF₆]），超声10分钟，回收率显著提升至100%（单一甲醇仅41%）。
  
• 解吸时间：5分钟即可完全解吸。
  

4. HPLC分析

• 色谱条件：Zorbax SB-C18柱（150 mm×4.6 mm，5 μm），流动相为甲醇-水（50:50，v/v），流速1.0 mL/min，检测波长298 nm。
  
• 方法验证：线性范围10–1000 ng/mL（R²=0.9962），检出限（LOD）2.6 ng/mL，定量限（LOQ）8.7 ng/mL。
  

5. 吸附机理研究

• Zeta电位与FTIR分析：MWCNT-OH的零电荷点（pzc）为3.5，表面羟基通过氢键与TBZ的氮原子相互作用（图1c, d）。
  
• 再生性能：MWCNT-OH可重复使用5次，吸附效率仍保持85%以上（图4a）。
  

四、主要结果与逻辑链条

1. 吸附效率：MWCNT-OH在优化条件下对TBZ的回收率达92.9–103.9%，相对标准偏差（RSD）<6.5%（表1）。
   
2. 实际样品分析：橙汁加标样品色谱图显示无干扰峰（图5），验证方法特异性。
   
3. 机理验证：FTIR证实TBZ特征峰（如1463 cm⁻¹的C-N键）在吸附后出现，解吸后消失（图4b），支持氢键和π-π相互作用主导吸附。
   

逻辑关系：吸附剂优化→参数筛选→高效解吸→HPLC定量→实际应用，形成闭环方法学验证。

五、结论与价值

科学价值：
- 首次将MWCNT-OH用于TBZ的DSPE，阐明其吸附机制为氢键和π-π协同作用。
- 提出离子液体辅助解吸策略，突破传统有机溶剂的效率瓶颈。

应用价值：
- 方法快速（总处理时间<15分钟）、环保（减少有机溶剂用量）、成本低，适用于大规模环境与食品监测。
- 为其他极性农药残留分析提供技术参考。

六、研究亮点

1. 材料创新：羟基功能化MWCNT兼具高吸附容量和亲水性，解决碳纳米管易团聚的难题。
   
2. 方法革新：结合DSPE的“QuEChERS”理念与离子液体解吸，提升灵敏度和操作便捷性。
   
3. 实际意义：直接应用于复杂基质（如果汁、废水），无需繁琐前处理。
   

七、其他价值

• 团队开发的自再生吸附剂（5次循环）降低了检测成本。
  
• 研究获中国国家自然科学基金（NSFC51178212）和辽宁省海洋与渔业科技项目支持，体现其产学研结合潜力。
  

（全文约2000字）