[發明專利]基于金屬有機骨架復合材料的液相色譜固定相及制備方法

在審

• 申請號: 202010720631.6
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111821960A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 趙睿;王鳳寰;于清波;李雨恬
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: B01J20/281
• 分類號: B01J20/281;B01J20/30
• 代理公司: 北京睿邦知識產權代理事務所(普通合伙) 11481
• 代理人: 方莉

本發明涉及一種基于金屬有機骨架復合材料的液相色譜固定相及制備方法與應用。所述金屬有機骨架復合材料包括SiO₂核，以及包覆于SiO₂核外表面的MOFs層。本發明以金屬有機骨架復合材料及硅球作為分離介質，采用液相外延法在硅球表面原位自組裝形成復合材料，首先在硅球表面進行氨基化和羧基化修飾，將其加入到MOFs前體溶液中，通過調整金屬離子和有機配體的種類和濃度，制備出不同殼層厚度和粒度的SiO₂@MOFs復合材料。本發明提供的方法操作簡便，所獲材料克服了現有MOFs色譜固定相分散性差的缺點，可提高色譜固定相對復雜基質中目標物的選擇識別能力，拓展了MOFs作為分離介質的應用范圍，有利于大規模推廣。

技術領域

本發明屬于食品安全及環境污染物檢測領域，具體涉及一種基于金屬有機骨架復合材料色譜固定相及制備方法與應用。

背景技術

隨著制藥、化妝品、化工等產業的快速發展，越來越多的有機污染物特別是如內分泌干擾物和多環芳烴等，通過遷移作用，導致食品、水體等多種與生物體密切接觸樣品的污染，即使在極低濃度下也會對生物產生危害，從而影響人類的生存和發展。上述化合物已成為全世界廣泛關注的持久性污染物之一。在日益重視食品安全和環境污染問題的今天，發展一種靈敏度和選擇識別性高的色譜檢測技術顯得極為迫切。而色譜檢測技術的核心環節是色譜固定相，即固定相材料的性能對色譜檢測結果產生根本性的影響。因此，開發對目標污染物具有高選擇性、高效的新型色譜固定相材料具有非常重要的意義。

金屬有機骨架材料(MOFs)是近幾年最受重視的新型功能材料之一。MOFs又稱為金屬有機配位聚合物，它通過有機配體中的氧原子或者氮原子與金屬之間的發生較強鍵合作用，金屬中心與有機配體通過化學鍵合可形成牢固構筑的框架結構。與傳統的色譜固定相材料相比，在分離性能上MOFs具有顯著的優勢，主要體現在其有機配體種類繁多，可形成不同的結構類型，孔徑大小可調控，具有較大的比表面積和特殊的金屬中心(飽和或不飽和金屬位點)。這些特點使MOFs材料在色譜相關領域內應用潛力巨大。然而單一MOFs材料具有分散性差和形狀不規則等缺點，限制了其在色譜分離中的應用。

因此，目前需要研究開發一種基于金屬有機骨架復合材料的新型液相色譜固定相。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供了一種基于金屬有機骨架復合材料的液相色譜固定相及其制備方法。該方法制備的金屬有機骨架復合材料色譜固定相，克服了現有MOFs色譜固定相分散性差的缺點，可提高色譜固定相對復雜基質中目標物的選擇識別能力，適用于有機污染物的分析檢測。

為此，本發明第一方面提供了一種基于金屬有機骨架復合材料的液相色譜固定相，所述金屬有機骨架復合材料包括SiO₂核，以及包覆于SiO₂核外表面的MOFs層。

本發明中，構成所述的MOFs層的材料包括：UiO-66、UiO-67和/或MIL-101的一種或幾種。

在本發明的一些實施例中，所述SiO₂的粒徑為5μm。

在本發明的另一些實施例中，所述MOFs層厚度為100-1000nm，優選為110-500nm，進一步優選為110-280nm。

本發明第二方面提供了一種制備金屬有機骨架復合材料的液相色譜固定相的方法，其包括：

步驟A：向SiO₂分散液中加入偶聯劑，攪拌，反應，洗滌，離心分離，干燥，制得氨基化SiO₂；

步驟B：將氨基化SiO₂分散液加入丁二酸酐溶液中，攪拌，反應，洗滌，干燥，制得羧基化SiO₂；