トウモロコシひげ由来磁性多孔炭の調製および海水中孔雀石緑の抽出

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摘要

再生可能な農業廃棄物であるトウモロコシのひげを炭素前駆体として、三塩化鉄を鉄源として、溶剤熱炭化法により表面にFe3O4ナノ粒子を負載した磁性水熱炭素材料(MHC)を調製した。さらに、水酸化カリウム(KOH)を化学活性剤として用い、高温熱分解法によりバイオマス由来磁性多孔性炭素(AMC)を成功裏に調製した。本磁性ナノ複合材料は多孔質構造を有し、ターゲット分析物に多数の吸着部位を提供できる一方、炭素基質表面に均一に分散した酸化鉄(Fe3O4およびFe2O3)ナノ粒子は、吸着剤および負荷した分析物の水溶液からの迅速な分離に寄与する。AMCは孔雀石緑(MG)に対して顕著な吸着性能を示し、最大吸着容量は312.5 mg/gに達する。磁性固相抽出法(MSPE)と超高速液体クロマトグラフィー(UPLC)を組み合わせて水中のMG分析法を確立した。AMCの抽出性能に影響を与える主要因子を最適化し、pH 7.0の100 mL試料溶液中で6 mgのAMCを用いて20分間抽出し、メタノール-エタノール(9∶1、体積比)を溶出液として用いることで最適な抽出結果を得た。本法は0.05〜5 μg/L範囲内のMGに対して良好な直線性(r=0.9996)を示し、検出限界は0.01 μg/L、定量下限は0.03 μg/Lである。添加標準海水試料中のMGをAMCで抽出したところ、回収率は104%〜106%、相対標準偏差(RSD)は1.7%〜3.4%であった。本法は養殖海水中のMGの高感度検出に利用できる。

关键词

多孔炭;磁気分離;孔雀石緑(MG);磁性固相抽出(MSPE);超高速液体クロマトグラフィー(UPLC)

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