谈谈石墨化炭黑（GCB）在食品安全分析中的作用机理

谈谈石墨化炭黑（GCB）在食品安全分析中的作用机理

植物源食品的农药残留问题一直是社会普遍关注的热点问题，那么准确地检测农残含量就显得十分重要。目前石墨化炭黑（英文简写GCB）在农药残留分析中应用最广泛的是去除色素，只有去除食品基质中的色素，外加其他方法去除其中的脂肪、有机酸、水干扰成分等一系列操作后，才能将样品注入液相色谱-质谱联用仪器中分离分析出各农残组分的含量。那么在此检测过程中，石墨化炭黑发挥作用的机理是什么呢？这就要从它本身的结构谈起，正所谓“结构决定性质”。

        石墨化炭黑是炭黑在惰性气体保护下加热到2800°C左右生成的一种碳材料，超高温烧结过程使材料由空间网状结构转变为平面结构。因此不难理解石墨化炭黑的“平面结构”，石墨化炭黑表面的碳原子之间都是SP2杂化，有单电子对和活泼离子，并具有六边形的微观结构，也就是环己烷的平面结构。与炭黑和活性炭不同，石墨化炭黑表面总体表现为憎水性，是非极性的，可以吸附非极性或弱极性化合物；其次，表面存在一些极性位点，使它能够吸附极性化合物，对化合物表现出很广普的吸附性。

但这种广普的吸附性却又是选择性的，非永久性的，如何理解这句话呢？由于石墨化炭黑表面具有石墨化的六元环结构，当它靠近平面结构分子时，电子云趋于重合叠加，产生分子间作用力（准确来说是色散力），从而产生吸附。实验证实，它对分子整体为平面芳香环结构或分子中含有平面芳香环结构的化合物吸附性最强（换言之，它对平面型结构分子特别感兴趣），对不含芳香环的化合物吸附最弱。由于植物色素多是平面结构分子，因此它非常适合吸附去除植物色素。那么这种选择性吸附力强不强呢？有人研究对比过石墨化炭黑与活性炭的氮气吸附等温线，发现明显不同，前者先进行单分子层吸附，随着压力的缓慢稳定增加，单分子层吸附达到饱和状态，开始多分子吸附；后者的吸附等温线呈S形，即低压曲和高压曲均有明显的拐点，整个压力上升范围内，吸附体积一直在稳定增加，属于多分子吸附。故石墨化炭黑的吸附能力远小于活性炭，是容易脱附的一种吸附。

本公司作为石墨化炭黑（GCB）的研发、生产厂家，一直追求对材料微观结构的深入不断理解和性能优化提高，欢迎有相同兴趣的朋友一起讨论交流。