[發明專利]一種金屬有機骨架化合物溶膠凝膠涂層攪拌棒及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201310329581.9
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103394336A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 胡斌;胡驄;何蔓;陳貝貝
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/32;B01D15/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

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技術領域

????本發明屬于分析化學樣品前處理技術領域，涉及一種吸附型萃取攪拌棒，具體涉及一種金屬有機骨架化合物溶膠凝膠涂層攪拌棒及其制備方法與應用。

背景技術

攪拌棒吸附萃取技術（SBSE）(Baltussen?E.,?Sandra?P.,?David?F.,?Cramers?C.?Journal?of?Microcolumn?Separations,?1999,?11(10):?737-747)作為一種新型的樣品前處理技術，具有微型化、操作簡便、成本低廉、萃取效率高等特點。SBSE是在固相微萃取（SPME）的基礎上發展而來的，與SPME相比，它避免了使用攪拌磁子造成的競爭吸附，較大的涂層體積增強了對目標分析物的萃取富集能力，具有更高的萃取效率，因而被廣泛的應用于環境、食品及生物樣品分析中。然而攪拌棒涂層的發展較為緩慢，目前應用較多的是針對苯系物、多環芳烴等非極性或弱極性化合物的非極性聚二甲基硅氧烷（PDMS）涂層，因而制備適合不同極性且具有一定機械強度和化學穩定性的萃取涂層是目前SBSE的主要發展趨勢之一。

金屬有機骨架化合物（Metal-organic?frameworks，MOFs）是由金屬離子與有機配體通過自組裝形成的具有周期性網絡結構的晶體材料。MOFs的多樣性及材料性質往往取決于其中不同金屬離子和有機配體選擇，MOFs的發展主要伴隨著金屬離子和有機配體的發展，而有機羧酸的引入，極大地推動了MOFs的發展，這是因為有機羧酸類配體與金屬離子可以與多種配位方式相結合，且帶負電的羧基配體與帶正電的金屬離子能夠形成電中性聚合物，提高了骨架材料的穩定性。MOFs因其具有多孔、比表面積大的特點，為一種良好的吸附材料，已被成功地應用于樣品前處理技術。De?Carvalho等(de?Carvalho,?P.?H.?V.,?Barreto,?A.?S.,?Rodrigues,?M.?O.,?Prata,?V.?D.,?Alves,?P.?B.,?de?Mesquita,?M.?E.,?Alves,?S.,?Navickiene,?S.?Journal?of?Separation?Science,?2009,?32?(12):?2132-2138)制備了一種二維骨架化合物，并將其作為一種新型的固相萃取材料用于分析植物中的農藥殘留；南開大學嚴秀平課題組(Zhou,?Y.?Y.,?Yan,?X.?P.,?Kim,?K.?N.,?Wang,?S.?W.,?Liu,?M.?G.?Journal?of?Chromatography?A,?2006,?1116?(1-2):?172-178.?Cui,?X.?Y.,?Gu,?Z.?Y.,?Jiang,?D.?Q.,?Li,?Y.,Wang,?H.?F.,Yan,?X.?P.?Analytical?Chemistry,?2009,?81?(23):?9771-9777.?Yang,?C.?X.,?Yan,?X.?P.?Analytical?Chemistry,?2011,?83?(18):?7144-7150.?Gu,?Z.?Y.,?Jiang,?J.?Q.,?Yan,?X.?P.?Analytical?Chemistry,?2011,?83?(13):?5093-5100.?Chang,?N.,?Gu,?Z.?Y.,?Wang,?H.?F.,?Yan,?X.?P.?Analytical?Chemistry,?2011,?83?(18):?7094-7101.?Huo,?S.?H.,?Yan,?X.?P.?Analyst,?2012,?137?(15):?3445-3451)合成了一系列MOFs材料，并將其應用于不同種類有機物的分離與萃取；Aquino等(Aquino,?A.,?Wanderley,?K.?A.,?Paiva-Santos,?C.?D.,?de?Sa,?G.?F.,?Alexandre,?M.?D.,?Junior,?S.?A.,Navickiene,?S.?Talanta,?2010,?83?(2):?631-636)制備了一種聚合物固相萃取材料，并成功應用于檢測醫用植物中殺蟲劑的殘留。Swayze等(Swayze,?M.?D.,?Riegner,?D.?E.,?Thomas,?M.?A.,?Lachance,?Z.?T.,?Kaplan,?S.?E.?Abstracts?of?Papers?of?the?American?Chemical?Society,?2011,?241)制備了一種MOFs，并將其作為SPME涂層應用于環境樣品中化學戰劑的檢測。Chen等(Chen,?X.?F.,?Zang,?H.,?Wang,?X.,?Cheng,?J.?G.,?Zhao,?R.?S.,?Cheng,?C.?G.,?Lu,?X.?Q.?Analyst,?2012,?137?(22):?5411-9)制備了一種基于MOFs的固相微萃取（SPME）涂層，用于分析環境水樣中的多環芳烴。以上這些MOFs材料的成功應用充分地體現了其作為一種性能優越的萃取材料在樣品前處理技術中的無限潛力。然而，考慮攪拌棒吸附萃取技術對萃取涂層的性能要求較高，需要滿足萃取效率高、機械性能好、耐受攪拌和超聲、熱穩定性和化學穩定性好、制備重現性好、使用壽命長、具有萃取選擇性等性質，因而攪拌棒吸附萃取涂層的發展較為緩慢。金屬有機骨架化合物（MOFs）材料盡管已表現出良好的萃取性能，但考慮到攪拌棒吸附萃取技術對萃取涂層的要求嚴苛，將MOFs作為攪拌棒吸附萃取涂層在攪拌棒吸附萃取技術的應用存在一定困難，目前還尚未有文獻報道。