納米材料的應用為建立新型的檢測平臺提供了良好的基礎，它既提高檢測方法的靈敏度、準確性，又縮短了檢測時間，簡化設備，在分析領域具有廣闊的應用前景。1991 年日本科學家Iijima 利用真空電弧蒸發(fā)石墨電極，首次發(fā)現(xiàn)了具有納米尺寸的碳多層管狀物，即碳納米管( carbon nanotubes，CNTs) ［2］。1992 年Ebbsen 等［3］提出了實驗室規(guī)模合成的方法，促進了CNTs 應用研究的快速發(fā)展。碳納米管具有比表面積大、吸附力強、導電性好、催化能力強、化學性質(zhì)穩(wěn)定及機械強度高等性質(zhì)，受到廣泛研究者的青睞，在食品檢測［4］、生物醫(yī)藥［5-6］、環(huán)境監(jiān)測［7］等領域都有廣泛的應用。
本文綜述了CNTs 的結構特點和復合材料的制備，總結了CNTs 在農(nóng)藥殘留檢測前處理和檢測中的應用，并展望了CNTs 在中藥殘留安全評價中的應用前景。
1 碳納米管( CNTs) 的結構及復合材料的制備
1. 1 CNTs 的結構碳納米管又稱巴基管，屬于富勒碳系，是一種納米尺度的具有完整分子結構的新型碳材料。CNTs是由碳六元環(huán)構成的類石墨平面卷曲成無縫筒狀的納米級中空管，其中每個碳原子通過sp2 雜化與周圍的3 個碳原子發(fā)生鍵合，各單層管的頂端有五邊形或七邊形參與封閉［8］，見圖1。碳納米管的徑向尺寸為納米量級，軸向尺寸為微米量級，具有較大的長徑比。碳納米管分為單壁碳納米管和多壁碳納米管，單壁碳納米管( single-walled carbon nanotube，SWCNT) 由1 層石墨片卷曲而成，管徑一般為1 ～ 6 nm; 多壁碳納米管( multi-walled carbon nanotubes，MWCNTs) 由多層柱狀碳管同軸套構而成，層數(shù)在2 ～ 50 不等，層與層間距約0. 34 nm。與傳統(tǒng)吸附材料相比，MWCNTs 具有大的長徑比，大的比表面積、獨特的機械性能、理化性質(zhì)、較高的化學穩(wěn)定性等，而且能通過靜電作用、MWCNTs 間π-π 鍵的相互作用、范德華力和疏水相互作用和電子受體-供體作用等途徑與不同性質(zhì)的化合物產(chǎn)生吸附作用，使其能夠有選擇的吸附眾多無機物和有機物
CNTs 的表面修飾盡管CNTs 在許多領域都有廣闊的應用前景，但由于其在溶劑中溶解性差，易聚集成束，分散性差，且CNTs 的表面活化能很高，較難被磁性粒子所浸潤，大大限制了其應用。針對這一系列問題，在CNTs 表面包覆磁性納米顆粒前需對其表面進行預處理。目前用于CNTs 表面預處理的方法主要有強酸氧化法［11］、表面組裝技術［12］和表面接枝反應［13］等。3 種CNTs 預處理方法中，強酸氧化法是目前最為常用而有效的方法，其原料廉價易得，該方法通過氧化處理在CNTs 表面引入羧基、羥基和羰基等親水基團，使得CNTs 能夠穩(wěn)定地分散在水溶液中。不足之處在于強酸氧化法反應時間長，CNTs 的化學結構易被破壞。微波和超聲作用的引入有望彌補這些不足，但相應的作用機制還有待進一步的研究。表面組裝法能在不損壞CNTs 結構的同時有效地引入所需的功能基團，但利用該方法所得到的復合材料是通過非共價鍵結合的，易受環(huán)境因素影響( 如溫度、pH 等) ，表面接枝反應則因操作繁瑣在應用上受到了限制［14］。
1. 3 磁性CNTs 復合材料的制備CNTs 與磁性氧化鐵納米顆粒的復合主要包括CNTs 管內(nèi)填充和表面包覆磁性納米顆粒。然而CNTs 填充磁性氧化鐵的相關報道尚不多見［15］。CNTs 表面包覆磁性氧化鐵納米復合材料憑借著自身的優(yōu)異性能和應用前景而引起了研究者的廣泛關注。常見的包覆技術有自組裝法、溶劑熱法［16］和共沉淀法［17］。目前，在磁性CNTs 復合材料的研究方面雖然已取得了不少進展，也研究了許多制備該復合材料的方法，但同時也存在不少問題:
①制備得到高磁性能的CNTs 復合材料，因為制備過程中增加磁性粒子的比例將促進磁性顆粒之間的團聚作用，不利于復合材料的合成; ②合成過程中，難以精確控制磁性顆粒CNTs 上的位置分布，如磁性CNTs 復合材料中磁性顆粒同時分布于CNTs 表面和腔體內(nèi); ③目前磁性CNTs 復合材料的大部分制備工藝未對磁性顆粒進行有效的修飾與包覆，阻礙了材料在酸性介質(zhì)中應用; ④很多情況下，磁性顆粒的修飾作用會給CNTs 的結構造成一定程度破壞，從而影響CNTs本身性能的發(fā)揮