[發明專利]一種基于金屬有機骨架的磁性多孔材料的制備及應用

有效

• 申請號: 202011517665.1
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112495346B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 劉紅妹;黨世豪;葉保桂
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;G01N30/02
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明公開了一種基于金屬有機骨架的磁性多孔材料的制備方法，將FeCl₃·6H₂O和有機配體溶于N,N二甲基甲酰胺中，于100~120℃下反應18~20h，離心、純化、干燥，即得前驅體MOF?101；將前驅體MOF?101于250~450℃煅燒20~40min，即得基于金屬有機骨架的磁性多孔材料MOF?D。本發明通過金屬有機骨架的一步煅燒制備磁性多孔材料MOF?D，MOF?D具有優異鐵磁性能和孔結構。本發明將MOF?D作為磁固相萃取吸附劑首次用于檢測水環境樣品中的NSAIDs，檢測方法簡單，快速。MOF?D表面的羰基官能團可增強其與非甾體抗炎藥之間的相互作用，具有回收率高，檢測限低，動態線性范圍好，使用壽命長，萃取穩定性好等特點，可用于食品、環境、藥物及生化等實際樣品中的痕量組分富集分析。

技術領域

本發明涉及一種磁性多孔材料的制備方法，尤其涉及一種基于金屬有機骨架的磁性多孔材料的制備方法；本發明同時涉及該磁性多孔材料作為磁固相萃取吸附劑用于檢測環境水樣中的非甾體抗炎藥（NSAIDs）。

背景技術

現在用來處理化學樣品的SPE技術，所使用納米材料和介孔材料都具有表面積大的優勢，但處理樣品時仍需要離心。頻繁的離心高速可能導致一些不必要的干擾或損失、共沉淀等。因此在使用時受到極大的限制。磁性固相萃取(MSPE)是近年來發展起來的一種新型的固相萃取技術，它利用磁性或磁性修飾的吸附劑吸附分析物，相對于SPE技術來說具有明顯的分離優勢。MSPE僅通過施加一個外部磁場即可實現相分離，因此操作簡單、省時快速、無需離心過濾等繁瑣操作，避免了傳統SPE吸附劑需裝柱和樣品上樣等耗時或SPE柱堵塞的問題。但大多數傳統的磁性吸附劑，例如AC @ Fe₃O₄，SiO₂ @ Fe₃O₄，CNT @ Fe₃O₄和GO @Fe₃O₄，都是復合材料，主要利用了Fe₃O₄納米顆粒的磁性。復合材料的不穩定性引起的有限的吸附能力和繁瑣的回收過程已成為磁性固相萃取器發展的瓶頸。因此，開發研究物理化學穩定性高、使用壽命長、吸附容量大、萃取效率高、選擇性好的新型磁性納米材料已成為目前國內外磁分離技術研究的重要課題。

金屬有機骨架（MOFs）是一類新興的多孔材料，由金屬離子/金屬氧化物簇通過有機連接劑以三維結構保持在一起。由于它們的超高孔隙率，功能多樣性，高表面積和良好的納米通道，它們已在許多領域中使用，例如氣體存儲，催化，藥物輸送和環境分析。最近的研究表明，MOF衍生物作為固相萃取的吸附劑具有廣闊的應用前景。例如，ZIF-67衍生物用作纖維涂層，以確定蔬菜樣品中有機氯農藥（OCP）的存在。沸石咪唑酸鹽骨架，ZIF-8和ZIF-67的結合形成了一種雙金屬ZIF衍生物，可用作飲用水和環境水樣品中SPME農藥的吸附劑。值得注意的是，MOF衍生物具有較高的穩定性，良好的均勻性和較高的孔隙率。此外，某些MOF已過特殊處理，以使MOF衍生物本身具有磁性。因此，這種材料有望成為MSPE中的新型吸附劑。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于金屬有機骨架的磁性多孔材料的制備方法；

?本發明的另一個目的是提供該磁性多孔材料作為磁固相萃取吸附劑用于檢測環境水樣中的非甾體抗炎藥。

一、基于金屬有機骨架的磁性多孔材料的制備

本發明基于金屬有機骨架磁性多孔材料的制備方法，是以金屬有機骨架為前驅體，采用煅燒金屬有機骨架使其在保留部分骨架結構的基礎上獲得磁性。其具體包括以下步驟：