浏览全部资源
扫码关注微信
- Editorial Board
- Editorial Board
- Youth Editorial Board
- Author Guidelines
- Submission Notices
- Submission Template
- Publication Ethics
- Open Access Agreement
- Archiving Policy
- Peer Review Policy
- Copyright and License
Research Progress of Functionalized Magnetic Graphene Oxide Materials in Pre-treatment and Removal of Trace Pollutants Detection
- Journal of Instrumental Analysis Vol. 44, Issue 8, Pages: 1516-1525(2025)
- 作者机构：
1.浙江工业大学 化学工程学院，浙江 杭州 310014
2.中国农业科学院茶叶研究所，浙江 杭州 310008
3.中国农业科学院研究生院，北京 100081
4.农业农村部茶叶质量安全控制重点实验室，浙江 杭州 310008
- 作者简介：
- 基金信息：
DOI：10.12452/j.fxcsxb.25010609
CLC： O657.7;X132Received：06 January 2025，
Revised：17 February 2025，
Accepted：04 March 2025，
Published Online：29 April 2025，
Published：15 August 2025
- 稿件说明：
移动端阅览
李世琪,马桂岑,黄旭晨,王子琪,梁婷,柴云峰,李祖光,陈红平.功能化磁性氧化石墨烯材料在痕量污染物检测前处理及去除中的研究进展[J].分析测试学报,2025,44(08):1516-1525.
LI Shi-qi,MA Gui-cen,HUANG Xu-chen,WANG Zi-qi,LIANG Ting,CHAI Yun-feng,LI Zu-guang,CHEN Hong-ping.Research Progress of Functionalized Magnetic Graphene Oxide Materials in Pre-treatment and Removal of Trace Pollutants Detection[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(08):1516-1525.
李世琪,马桂岑,黄旭晨,王子琪,梁婷,柴云峰,李祖光,陈红平.功能化磁性氧化石墨烯材料在痕量污染物检测前处理及去除中的研究进展[J].分析测试学报,2025,44(08):1516-1525. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.25010609.
LI Shi-qi,MA Gui-cen,HUANG Xu-chen,WANG Zi-qi,LIANG Ting,CHAI Yun-feng,LI Zu-guang,CHEN Hong-ping.Research Progress of Functionalized Magnetic Graphene Oxide Materials in Pre-treatment and Removal of Trace Pollutants Detection[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(08):1516-1525. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.25010609.
摘要
功能化磁性氧化石墨烯材料是基于磁性氧化石墨烯（MGO）进行特定功能化改性得到的纳米复合材料，具有选择性好、吸附能力强、毒性低且可多次循环利用的特点，在污染物检测与去除中应用广泛。该文综述了共价修饰、非共价修饰以及元素掺杂合成功能化MGO材料的主要方法；总结了巯基、氨基、磺酸基和硅烷基等表面修饰基团在提升MGO材料功能中的关键作用；分析了功能化MGO材料与污染物分子之间的氢键、π-π相互作用、静电作用和络合作用等分子作用力。此外，还阐述了功能化MGO材料在检测和去除有机污染物和无机污染物方面的独特性能及应用优势；展望了功能化MGO材料的发展趋势，旨在为不同功能化MGO材料的开发与应用提供理论支撑。
Abstract
Functional magnetic graphene oxide materials are advanced nanocomposites based on the specific functional modification of magnetic graphene oxide（MGO）. They feature good selectivity，strong adsorption capacity，low toxicity，and multiple recyclability. These exceptional attributes make them not only highly effective but also widely applicable in the detection，adsorption and removal of trace pollutants from diverse environments. This study comprehensively reviewed the main methods for functionalized magnetic graphene oxide materials，including covalent modification，non-covalent modification as well as element doping synthesis. Furthermore，the key role of specific surface functional groups，such as thiol，amino，sulfonic and silane groups，in enhancing the overall functionality and performance of MGO materials was thoroughly summarized. This review also analyzed the molecular interactions between functionalized magnetic graphene oxide materials and various pollutant molecules，including hydrogen bonding，π-π interaction，electrostatic interaction and complexation. In addition，the outstanding properties and application advantages of functionalized magnetic graphene oxide materials in the detection and removal of organic and inorganic pollutants were systematically demonstrated. The development trends and future potentials of functionalized magnetic graphene oxide materials were explored，with the critical aim of providing theoretical foundations and valuable guidance for their advanced design，further improvement and broader application in a wide range of fields.
关键词
Keywords
references
Reynosa-Martínez A C ， Tovar G N ， Gallegos W R ， Rodríguez-Meléndez H ， Torres-Cadena R ， Mondragón-Solórzano G ， Barroso-Flores J ， Alvarez-Lemus M A ， Montalvo V G ， López-Honorato E . J. Hazard. Mater. ， 2020 ， 384 ： 121440 .
Oliveira C P M D ， Fernandes F I ， Koch K ， Drewes J E ， Viana M M ， Amaral M C S . Sep. Purif. Technol. ， 2022 ， 280 ： 119836 .
Feng Y H ， Su X W ， Chen Y ， Liu Y C ， Zhao X N ， Lu C G ， Ma Y ， Lu G X ， Ma M L . Mater. Res. Bull. ， 2023 ， 162 ： 112207 .
Mosleh N ， Joolaei A P ， Parandi E ， Rashidi N H ， Nawrot N ， Rezania S ， Sathishkumar P . Environ. Res. ， 2022 ， 214 ： 113831 .
Joshi D J ， Koduru J R ， Malek N I ， Hussain C M ， Kailasa S K . TrAC-Trends Anal. Chem. ， 2021 ， 144 ： 116448 .
Wang Y ， Li S S ， Yang H Y ， Luo J . RSC Adv. ， 2020 ， 10 （ 26 ）： 15328 - 15345 .
Feng G R ， Li H ， Huang X L ， Huang D D ， Chen L W ， Cai X Q ， Huang S Y ， Hou M L . J. Instrum. Anal. （冯桂蓉，李红，黄先亮，黄丹丹，陈力维，蔡小钦，黄思瑜，侯美玲. 分析测试学报）， 2024 ， 43 （ 12 ）： 2031 - 2042 .
Jiao W T ， Zhu L ， Shen T T ， Wang L Y ， Li Q X ， Wang C ， Wu X W ， Chen H P ， Hua R M . Food Chem. ， 2023 ， 434 ： 137305 .
Chen R ， Zhang X Z ， Liu F M ， Liu C C ， Peng Q R ， Qiao X Q . Sep. Purif. Technol. ， 2022 ， 302 ： 122150 .
Riva V ， Riva F ， Vergani L ， Crotti E ， Borin S ， Mapelli F . Chemosphere ， 2020 ， 241 ： 124843 .
Chen M ， Jiang J ， Guan W X ， Zhang Z J ， Zhang X ， Shi W X ， Lin L G ， Zhao K Y ， Yu G H . Adv. Mater. ， 2024 ， 36 （ 18 ）： 2311416 .
Zhou C Y ， Li B H ， Li Y F ， Zhao J ， Mei Q X ， Wu Y N ， Chen Y T ， Li M ， Fan Y Z . J. Environ. Chem. Eng. ， 2024 ， 12 （ 1 ）： 111839 .
Kowsari E ， Mohammadi M . Compos. Sci. Technol. ， 2016 ， 126 ： 106 - 114 .
Wang J J ， Zhang W H ， Wei J . J. Mater. Chem. A ， 2019 ， 7 （ 5 ）： 2055 - 2065 .
Li D ， Hua T ， Yuan J R ， Xu F G . Colloids Surf . A：Physicochem. Eng. Asp. ， 2021 ， 627 ： 127171 .
Shah J ， Jan M R ， Tasmia . Carbohydr. Polym. ， 2018 ， 199 ： 461 - 472 .
Gao P S Q ， Guo Y T ， Li X Y ， Wang X D ， Wang J X ， Qian F Y ， Gu H D ， Zhang Z N . J. Chromatogr. A ， 2018 ， 1575 ： 1 - 10 .
Hao Y C ， Zhou W ， Wang X ， Liu Y P ， Di X . Microchem. J. ， 2023 ， 193 ： 109050 .
Pourjavadi A ， Nazari M ， Kohestanian M ， Hosseini S H . Colloid Polym. Sci. ， 2019 ， 297 （ 6 ）： 917 - 926 .
Doustkhah E ， Rostamnia S . J. Colloid Interface Sci. ， 2016 ， 478 ： 280 - 287 .
Fu W ， Huang Z Q . Chemosphere ， 2018 ， 209 ： 449 - 456 .
Dang A ， Liu X ， Wang Y J ， Liu Y H ， Cheng T ， Zada A ， Ye F ， Deng W B ， Sun Y T ， Zhao T K ， Li T H . J. Hazard. Mater. ， 2023 ， 457 ： 131846 .
Yakout A A ， Mahmoud M E . Mater. Sci. Eng. C ， 2018 ， 92 ： 287 - 296 .
Wu Q ， Jiang B ， Weng Y J ， Liu J X ， Li S W ， Hu Y C ， Yang K G ， Liang Z ， Zhang L H ， Zhang Y K . Anal. Chem. ， 2018 ， 90 （ 4 ）： 2671 - 2677 .
Ben A J ， Latrous L ， Galvan I ， Zougagh M ， Ríos Á . Anal. Bioanal. Chem. ， 2023 ， 415 （ 11 ）： 2071 - 2080 .
Keshavarz M ， Zarei A A ， Vaccaro L ， Kardani M . Molecules ， 2018 ， 23 （ 2 ）： 330 .
Zhang Y Y ， Liu X ， Wang Y J ， Lou Z N ， Shan W J ， Xiong Y . J. Colloid Interface Sci. ， 2019 ， 556 ： 102 - 110 .
Li N ， Yue Q Y ， Gao B Y ， Xu X ， Kan Y J ， Zhao P . J. Taiwan Inst. Chem. Eng. ， 2018 ， 91 ： 499 - 506 .
Xia J ， Zhu Y B ， He Z Z ， Wang F C ， Wu H A . ACS Appl. Mater. Interfaces ， 2019 ， 11 （ 18 ）： 17068 - 17078 .
Sainz-Urruela C ， Vera-López S ， Paz San Andrés M ， Díez-Pascual A M . J. Mol. Liquids ， 2022 ， 357 ： 119104 .
Wang Y T ， Di S H ， Yu J H ， Wang L ， Li Z . J. Mater. Chem. B ， 2023 ， 11 （ 3 ）： 500 - 518 .
Chen W Y ， Ge C ， Li J T ， Beckham J L ， Yuan Z ， Wyss K M ， Advincula P A ， Eddy L ， Kittrell C ， Chen J H ， Luong D X ， Carter R A ， Tour J M . ACS Nano ， 2022 ， 16 （ 4 ）： 6646 - 6656 .
Rong Y Q ， Huang Y ， Jin P Y ， Yang C ， Zhong Z H ， Dong C ， Liang W . J. Water Process Eng. ， 2020 ， 37 ： 101345 .
Zhang T K ， Guo J G ， Zhou L J . Appl. Phys. A ， 2022 ， 128 （ 10 ）： 887 .
Yang W S ， Hu W J H ， Zhang J W ， Wang W D ， Cai R Q ， Pan M F ， Huang C L ， Chen X B ， Yan B ， Zeng H B . Chem. Eng. J. ， 2021 ， 405 ： 126629 .
Sereshti H ， Amirafshar A ， Kadi A ， Rashidi N H ， Rezania S ， Hoang H Y ， Barghi A ， Vasseghian Y . Chemosphere ， 2023 ， 320 ： 138065 .
Chai D ， Chen Y H ， Jiang Z L ， Li Z H ， Zhang X Y ， Chen X ， Wang Y ， Cui K G . Sep. Purif. Technol. ， 2024 ， 345 ： 127419 .
Mahmoud M E ， Mohamed A K ， Salam M A . J. Hazard. Mater. ， 2021 ， 408 ： 124951 .
Li J M ， Lü T ， Liu Y ， Li C ， Wang X Y ， Ma H Y . J. Instrum. Anal . （李珺沬，律涛，刘彦，李程，王新宇，马海燕. 分析测试学报）， 2018 ， 37 （ 8 ）： 913 - 918 .
Sajjad M ， Almufarij R ， Ali Z ， Sajid M ， Raza N ， Manzoor S ， Hayat M ， Abdelrahman E A . Food Chem. ， 2024 ， 430 ： 137092 .
Karami-Osboo R ， Hasantabar V ， Maham M . Int. J. Biol. Macromol. ， 2024 ， 282 ： 137162 .
Yang Q H ， Qiu Q Y ， Shi Y L ， Wang J X ， Chen F ， Yang J ， Zhang W B ， Yin Z . J. Chromatogr. A ， 2025 ， 1739 ： 465455 .
Cui Y ， Yang X N ， Zhao N ， Xin X L ， Han D D ， Yan H Y . J. Chromatogr. A ， 2024 ， 1732 ： 465209 .
Hang Q ， Lou Y W ， Yin H W ， Yuan Y ， Xiong Z L . Microchim. Acta ， 2024 ， 191 （ 8 ）： 474 .
Medina A ， Casado-Carmona F A ， López-Lorente Á I ， Cárdenas S . Food Mach. ， 2020 ， 10 （ 1 ）： 168 .
Zang X H ， Chang Q Y ， Liang W Q ， Wu T ， Wang C ， Wang Z . Microchim. Acta ， 2017 ， 185 （ 1 ）： 18 .
Tong Y Y ， Li S Y ， Wu Y L ， Guo J H ， Zhou B Y ， Zhou Q X ， Jiang L S ， Niu J W ， Zhang Y ， Liu H H ， Yuan S A ， Huang S Y ， Zhan Y L . Chemosphere ， 2022 ， 296 ： 134009 .
Liu N ， Xiao C H ， Duan W X ， Wang N ， Cui B . J. Chromatogr. B ， 2024 ， 1247 ： 124321 .
Nayebi R ， Tarigh G D ， Shemirani F . Food Chem. ， 2019 ， 276 ： 255 - 261 .
Shen R J ， Xu X J ， Shuai Q ， Huang L J . Food Chem. ， 2022 ， 396 ： 133646 .
Senosy I A ， Guo H M ， Ouyang M N ， Lu Z H ， Yang Z H ， Li J H . Food Chem. ， 2020 ， 325 ： 126944 .
Tang T T ， Cao S R ， Xi C X ， Li X L ， Zhang L ， Wang G M ， Chen Z Q . Int. J. Biol. Macromol. ， 2020 ， 146 ： 343 - 352 .
Ozkantar N ， Yilmaz E ， Soylak M ， Tuzen M . Food Chem. ， 2020 ， 321 ： 126737 .
Cao H ， Zhang H ， Yang C ， Jiang K ， Wang J . J. Instrum. Anal . （曹慧，张慧，杨春，姜侃，王瑾. 分析测试学报）， 2022 ， 41 （ 8 ）： 1207 - 1213 .
Dong X Y ， Gao X ， Song J Q ， Zhao L S . Food Chem. ， 2021 ， 360 ： 130023 .
Dasgupta D ， Barman S ， Sarkar J ， Mridha D ， Labrousse P ， Roychowdhury T ， Acharya K ， Sarkar J ， Chakraborty N . J. Water Process Eng. ， 2024 ， 58 ： 104747 .
Sousa J C G ， Ribeiro A R ， Barbosa M O ， Pereira M F R ， Silva A M T . J. Hazard. Mater. ， 2018 ， 344 ： 146 - 162 .
Lan Z R ， Qing J ， Chen Y W ， Xu Z ， Chen M L ， Wen L ， Cheng Y H ， Ding L . J. Instrum. Anal . （兰梓溶，清江，陈有为，许宙，陈茂龙，文李，程云辉，丁利. 分析测试学报）， 2024 ， 43 （ 4 ）： 654 - 662 .
Liu T Q ， Aniagor C O ， Ejimofor M I ， Menkiti M C ， Wakawa Y M ， Li J ， Akbour R A ， Yap P S ， Lau S Y ， Jeevanandam J . J. Ind. Eng. Chem. ， 2023 ， 117 ： 21 - 37 .
Liu Z ， Gao B ， Qin J L ， Liu H ， Han H Y ， Fu H Y ， Lan X ， Reza K A . Sep. Purif. Technol. ， 2025 ， 356 ： 129937 .
Huang Y ， Rong Y Q ， Zhang W J ， Zhang Z B ， Zhang X Y ， Liang W T ， Yang C . RSC Adv. ， 2023 ， 13 （ 49 ）： 34660 - 34669 .
Chang S C ， Zhang Q ， Lu Y K ， Wu S Z ， Wang W . Sep. Purif. Technol. ， 2020 ， 238 ： 116400 .
Saya L ， Rameshwor S W ， Hooda S . J. Environ. Chem. Eng. ， 2023 ， 11 （ 5 ）： 110766 .
Barbieri I A ， Oliveira M L S ， Bruckmann F S ， Salles T R ， Zancanaro L V ， Silva L F O ， Dotto G L ， Lima E C ， Naushad M ， Bohn R C R . J. Mole. Liq. ， 2024 ， 393 ： 123657 .
Barzegarzadeh M ， Amini-Fazl M S . J. Polym. Environ. ， 2023 ， 31 （ 1 ）： 177 - 192 .
Mahdavi V ， Taghadosi F ， Dashtestani F ， Bahadorikhalili S ， Farimani M M ， Ma'mani L ， Mousavi K A . J. Environ. Chem. Eng. ， 2021 ， 9 （ 5 ）： 106117 .
Nodeh H R ， Kamboh M A ， Wan Ibrahim W A ， Jume B H ， Sereshti H ， Sanagi M M . Environ. Sci. Process Impacts ， 2019 ， 21 （ 4 ）： 714 - 726 .
Vieira W T ， De Farias M B ， Spaolonzi M P ， Da Silva M G C ， Vieira M G A . Environ. Chem. Lett. ， 2020 ， 18 （ 4 ）： 1113 - 1143 .
Roy N ， Sinha A ， Mukherjee A . Surf. Interfaces ， 2024 ， 44 ： 103708 .
Wang Y C ， Chen D Z ， Yu Y W ， Ding Y ， Cao X K ， Fu M S ， Zeng G S . J. Environ. Chem. Eng. ， 2021 ， 9 （ 5 ）： 105911 .
Du B Y ， Chai L F ， Li W ， Wang X ， Chen X H ， Zhou J H ， Sun R C . Sep. Purif. Technol. ， 2022 ， 297 ： 121509 .
Lellala K ， Behera S K ， Srivastava P ， Saeed W S ， Haidyrah A S ， Burile A N . Diamond Relat. Mater. ， 2024 ， 150 ： 111746 .
Rezania S ， Mojiri A ， Park J ， Nawrot N ， Wojciechowska E ， Marraiki N ， Zaghloul N S S . Environ. Res. ， 2022 ， 204 ： 111959 .
Nasiri S ， Alizadeh N . Carbohyd. Polym. ， 2021 ， 259 ： 117731 .
Zeeshan M ， Shah J ， Jan M R ， Iqbal M . J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. ， 2021 ， 31 （ 5 ）： 2073 - 2082 .
Yan J ， Li K ， Yan J ， Fang Y ， Liu B . Appl. Surface Sci. ， 2022 ， 602 ： 154338 .
Banaei A ， Saadat A ， Javadi R ， Pargolghasemi P . Sci. Rep. ， 2024 ， 14 （ 1 ）： 15457 .
De Figueiredo N T ， Barticiotto D N ， Da Silva P M M ， Landers R ， Siqueira F P C ， Prediger P . J. Environ. Chem. Eng. ， 2020 ， 8 （ 4 ）： 103820 .
Dolatabadi M ， Naidu H ， Ahmadzadeh S . Sep. Purif. Technol. ， 2022 ， 300 ： 121919 .
Li J ， Wu Y L ， Bai H H ， Wen X L ， Zhou Q X ， Yuan Y Y ， Liu Y L ， Chen C M ， Guo L B . Chemosphere ， 2021 ， 283 ： 131232 .
Gong Y C ， Su J B ， Li M Y ， Zhu A X ， Liu G S ， Liu P Y . Materials ， 2020 ， 13 （ 23 ）： 5408 .
0
Views
62
下载量
0
CSCD
- L-PDFDownload
- Meta-XMLDownload
- BibTeXDownload
- EndnoteDownload
- RefMan Download
- NoteExpressDownload
- NoteFirstDownload
Publicity Resources
Related Articles
Related Author
Related Institution
- Address：100 Xianlie Middle Road, Guangzhou Postal code：510070
- Tel：020-87684776,37656606 Fax：020-87684776 Email：fxcsxb@china.com
- Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 粤ICP备12017312号-3
京公网安备11010802024621 - It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
- Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.
- Total Visits：564972 Visits Today：880
