[发明专利]一种基于金属有机骨架的磁性多孔材料的制备及应用

说明书

本发明公开了一种基于金属有机骨架的磁性多孔材料的制备方法，将FeCl₃·6H₂O和有机配体溶于N,N二甲基甲酰胺中，于100~120℃下反应18~20h，离心、纯化、干燥，即得前驱体MOF‑101；将前驱体MOF‑101于250~450℃煅烧20~40min，即得基于金属有机骨架的磁性多孔材料MOF‑D。本发明通过金属有机骨架的一步煅烧制备磁性多孔材料MOF‑D，MOF‑D具有优异铁磁性能和孔结构。本发明将MOF‑D作为磁固相萃取吸附剂首次用于检测水环境样品中的NSAIDs，检测方法简单，快速。MOF‑D表面的羰基官能团可增强其与非甾体抗炎药之间的相互作用，具有回收率高，检测限低，动态线性范围好，使用寿命长，萃取稳定性好等特点，可用于食品、环境、药物及生化等实际样品中的痕量组分富集分析。

技术领域

本发明涉及一种磁性多孔材料的制备方法，尤其涉及一种基于金属有机骨架的磁性多孔材料的制备方法；本发明同时涉及该磁性多孔材料作为磁固相萃取吸附剂用于检测环境水样中的非甾体抗炎药（NSAIDs）。

背景技术

现在用来处理化学样品的SPE技术，所使用纳米材料和介孔材料都具有表面积大的优势，但处理样品时仍需要离心。频繁的离心高速可能导致一些不必要的干扰或损失、共沉淀等。因此在使用时受到极大的限制。磁性固相萃取(MSPE)是近年来发展起来的一种新型的固相萃取技术，它利用磁性或磁性修饰的吸附剂吸附分析物，相对于SPE技术来说具有明显的分离优势。MSPE仅通过施加一个外部磁场即可实现相分离，因此操作简单、省时快速、无需离心过滤等繁琐操作，避免了传统SPE吸附剂需装柱和样品上样等耗时或SPE柱堵塞的问题。但大多数传统的磁性吸附剂，例如AC @ Fe₃O₄，SiO₂ @ Fe₃O₄，CNT @ Fe₃O₄和GO @Fe₃O₄，都是复合材料，主要利用了Fe₃O₄纳米颗粒的磁性。复合材料的不稳定性引起的有限的吸附能力和繁琐的回收过程已成为磁性固相萃取器发展的瓶颈。因此，开发研究物理化学稳定性高、使用寿命长、吸附容量大、萃取效率高、选择性好的新型磁性纳米材料已成为目前国内外磁分离技术研究的重要课题。

金属有机骨架（MOFs）是一类新兴的多孔材料，由金属离子/金属氧化物簇通过有机连接剂以三维结构保持在一起。由于它们的超高孔隙率，功能多样性，高表面积和良好的纳米通道，它们已在许多领域中使用，例如气体存储，催化，药物输送和环境分析。最近的研究表明，MOF衍生物作为固相萃取的吸附剂具有广阔的应用前景。例如，ZIF-67衍生物用作纤维涂层，以确定蔬菜样品中有机氯农药（OCP）的存在。沸石咪唑酸盐骨架，ZIF-8和ZIF-67的结合形成了一种双金属ZIF衍生物，可用作饮用水和环境水样品中SPME农药的吸附剂。值得注意的是，MOF衍生物具有较高的稳定性，良好的均匀性和较高的孔隙率。此外，某些MOF已过特殊处理，以使MOF衍生物本身具有磁性。因此，这种材料有望成为MSPE中的新型吸附剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于金属有机骨架的磁性多孔材料的制备方法；

 本发明的另一个目的是提供该磁性多孔材料作为磁固相萃取吸附剂用于检测环境水样中的非甾体抗炎药。

一、基于金属有机骨架的磁性多孔材料的制备

本发明基于金属有机骨架磁性多孔材料的制备方法，是以金属有机骨架为前驱体，采用煅烧金属有机骨架使其在保留部分骨架结构的基础上获得磁性。其具体包括以下步骤：