[发明专利]一种基于硅氧烷-金属卟啉的多孔有机聚合物及其制备方法和在农药检测中的应用

说明书

本发明提供一种基于硅氧烷‑金属卟啉的多孔有机聚合物及其制备方法和在农药检测中的应用，属于有机聚合物材料制备和农药检测技术领域。本发明利用金属卟啉和POSS的优点，成功制备得到一种基于硅氧烷‑金属卟啉的多孔有机聚合物，Azo(Fe)PPOP，其具有固有的多孔骨架、高比表面积、良好的热稳定性和化学稳定性，且由于Azo(Fe)PPOP框架能有效地分离和固定铁(III)卟啉单元，所以Azo(Fe)PPOP表现出高的类过氧化物酶催化活性，基于上述特点，其可进一步作为农药的比色探针，并构建相应农药检测平台，因此具有良好的实际应用之价值。

技术领域

本发明属于有机聚合物材料制备和农药检测技术领域，具体涉及一种基于硅氧烷-金属卟啉的多孔有机聚合物及其制备方法和在农药检测中的应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

农药作为农业产业的重要投入物，为农业发展和人类粮食供应做出了巨大贡献。并且杀虫剂的出现避免和恢复了全世界因病虫害和杂草造成的农业损失的三分之一。然而，长期大量使用农药会导致极端的污染和危害。据统计，农田中施用的农药只有大约30％附着在农作物上，其余70％会扩散到土壤和大气中。这些扩散的农药有些难以分解，在土壤中积累，不仅破坏生物多样性，还通过食物链、饮用水以及土壤-植物系统等危害人类健康。到目前为止，农药污染已经成为一个全球性的问题，因此，构建有效的检测方法是非常重要的。

对于农药的测定，研究人员已经开发了各种方法，如电化学，比色法，荧光，高效液相色谱和表面增强拉曼散射等方法已经被探索。其中，比色法由于其独特的性能，包括视觉效果，成本效益，简单的设备，快速的反应等，吸引了越来越多的兴趣。建立高效的比色分析平台，开发高催化活性的可持续催化剂是一个决定性因素，它可以克服天然酶的局限性，便于分离和废物处理。到目前为止，各种模拟酶包括金属纳米颗粒、金属氧化物和碳基纳米材料已经被精心合成，并被证明是构建比色平台的催化剂的优秀候选。然而，大多数模拟酶的催化活性相对较低，而且往往需要较长时间才能完成整个分析过程。此外，它们的稳定性和重复使用性通常很差。因此，开发具有高催化活性和高稳定性的新型模拟酶是十分必要的。近年来，多孔有机聚合物(PPOPs)因其独特的特性而引起了人们的广泛关注。它们具有多功能构建的能力、高的比表面积、均匀分布的孔隙度，并且合成方法以及逐步完善。利用PPOPs材料加速了在持久性有机污染物在储气、污染物处理、和传感等各个领域的探索。由于其优异的热稳定性、化学稳定性、分离性和重复使用性，使得作为多相催化剂的多孔有机聚合物(PPOPs)变得非常有吸引力。为了提高PPOPs材料持久性的催化性能，功能块的精细选择性是非常重要。

在众多具有催化性能的候选分子中，金属卟啉因其优异的催化活性和与天然酶的同源性而成为理想的选择。将金属卟啉整合到多孔框架中可以使催化活性位点单独放置在固定位置。这种策略克服了卟啉单体因二聚或自氧化引起的失活问题。因此，充分保留了卟啉优异的催化特性。迄今为止，一些基于卟啉的多孔有机聚合物(PPOPs)已被设计并发现具有意想不到的催化作用，如形状和大小的选择性和高催化速率。然而，利用PPOPs作为人工模拟酶来构建超灵敏的比色传感平台还远远没有得到充分的发展。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种基于硅氧烷-金属卟啉的多孔有机聚合物及其制备方法和在农药检测中的应用。本发明利用金属卟啉和POSS的优点，成功制备得到一种基于硅氧烷-金属卟啉的多孔有机聚合物，Azo(Fe)PPOP，其具有固有的多孔骨架、高比表面积、良好的热稳定性和化学稳定性，且由于Azo(Fe)PPOP框架能有效地分离和固定铁(III)卟啉单元，所以Azo(Fe)PPOP表现出高的类过氧化物酶催化活性，基于上述特点，其可进一步作为农药的比色探针，并构建相应农药比色检测平台，因此具有良好的实际应用之价值。

本发明是通过如下技术方案实现的：