六方氮化硼应用于样品前处理的研究进展
引用本文:王伟然, 张洁茹, 张婉婉, 等. 六方氮化硼应用于样品前处理的研究进展[J].化学试剂, 2024, 46(1)：8-16.
DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2023.0638
背景介绍
样品前处理技术在样品分析过程发挥着越来越重要的作用，而对分析物的富集能力和对样品基体的净化程度主要取决于高效的样品前处理材料，所以发展高性能的样品前处理材料一直是该领域的研究热点。六方氮化硼（h-BN）是一种六方晶体结构的无机非金属材料，其固有毒性低，生物相容性良好，具有高孔隙率、高比表面积、高化学稳定性、化学惰性和低密度等优点，已被广泛用于生物化学、食品安全、环境污染等领域的样品前处理，是一种很有前途的吸附剂。
文章亮点
1.综述了近几年六方氮化硼及其复合材料在样品前处理技术（固相萃取、分散固相萃取、固相微萃取、磁性固相萃取等）中的应用研究进展；
2.探讨了h-BN-MIPs复合材料、g-BN(x)@SiO2复合材料、F-BNNs复合材料等在吸附应用中的优势及可能的吸附机理；
3.对未来六方氮化硼基材料在样品前处理领域的应用进行了展望，为今后关于六方氮化硼材料吸附性能的研究奠定了基础。
内容介绍
1 氮化硼材料概述
氮化硼是一种由硼原子和氮原子有序地组成、具有晶体性质的最简单的硼氮高分子化合物，通常用BN表示。BN具有高化学稳定性、高耐热性、高导热性等优异性能，引起了科研人员的兴趣和关注，研究发现BN可应用于光电子、化妆品、高性能航空防摩擦、复合陶瓷改性等众多领域[11]。由于BN原子轨道sp2或sp3的杂化方式，B原子和N原子以不同的原子排列和杂化形式形成了不同结构的BN晶体，常见的有六方氮化硼（h-BN）、菱面体氮化硼（r-BN）、纤锌矿型氮化硼（w-BN）、立方氮化硼（c-BN）等4种晶体结构，如图1所示。
2 h-BN材料的合成
虽然文献中制备h-BN材料的方法有很多（化学、机械、化学气相沉积、微波辐照、先驱体法），但h-BN材料的合成方法主要可分为低温法和高温法[17]，其基本原理都是将含硼化合物和含氮化合物固相反应得到h-BN。
3 h-BN材料在样品前处理中的应用
3.1 h-BN在固相萃取中的应用
固相萃取（SPE）是一种由色谱柱发展而来的，基于目标分析物在流动相与固定相之间的分配系数不同而实现分离富集的萃取技术，由于其简单、快速和无溶剂操作以及低处理成本和易自动化等优点，已广泛用于多种样品的前处理[21]。
3.2 h-BN在分散固相萃取中的应用
分散固相萃取（d-SPE）是由SPE发展而来的，将吸附剂直接加入样品溶液中，与目标分析物吸附完成后，通过离心或过滤将目标分析物与样品基质分离，达到浓缩和净化的萃取技术。
3.3 h-BN在固相微萃取中的应用
固相微萃取（SPME）技术是于1989年由Pawliszyn等[29]首次提出的，现已发展成为一种重要的样品前处理技术，它以SPE为基础，集取样、浓缩、纯化、进样于一体，实现了小型化、自动化、无溶剂处理、高通量以及与色谱检测的在线连接。与传统的SPE相比，操作简单，萃取效率高，已广泛应用于环境监测、食品安全、药物检测、生物分析等领域[30]。
4 总结与展望
基于现有的h-BN材料在样品前处理中的应用进展，未来h-BN在样品前处理领域的发展主要趋向于以下几个方面：（1）通过有选择性的基团对h-BN进行修饰，如氟元素、螯合基团、亲和基团等，赋予h-BN材料独特的萃取选择性；（2）利用具有优异特性的先进材料如石墨烯、金属有机骨架、共价有机骨架、分子印迹聚合物等与h-BN相结合，实现材料间的优势互补，发展高性能的吸附剂材料；（3）探索h-BN材料的萃取机理；（4）开发基于h-BN材料的样品前处理新技术和新方法，以拓展h-BN在复杂样品前处理中的应用，解决实际问题；（5）注重发展h-BN基在线样品前处理材料，用于固相微萃取管、在线固相萃取柱等，以便适应分析化学重要的发展方向之一的在线分析。
