[发明专利]磁性氟化共价有机框架材料及其制备方法和应用

说明书

本申请提供一种磁性氟化共价有机框架材料及其制备方法和应用，所述磁性氟化共价有机框架材料的结构简式为Fesubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;@TAPT‑TFTA‑COF，其为以羧基化Fesubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;纳米颗粒为核，以2,4,6‑三(4‑氨基苯基)‑1,3,5‑三嗪和2,3,5,6‑四氟对二苯甲醛为单体缩聚形成的共价结构为壳的核壳结构，所述壳层的表面呈海胆状。本发明的磁性氟化共价有机框架材料用于磁固相萃取苯甲酰脲类农药，表现出强吸附选择性和高分离富集效率，其显著优势是吸附剂用量少，萃取时间短，可以重复使用，降低检测成本。

技术领域

本申请涉及纳米材料制备及农药残留检测领域，具体涉及磁性氟化共价有机框架材料及其制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本申请的总体背景的理解，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。

苯甲酰脲类农药，是一种昆虫生长调节剂，能抑制目标昆虫的几丁质合成，导致其死亡或不育，被广泛应用于玉米、棉花、大豆、水稻、小麦、蔬菜、果树和茶叶等农作物的病虫害防治。然而，苯甲酰脲类农药的大量使用导致其在环境及植物中残留，并通过食物链进入人体。欧洲食品安全局的一份草案显示，三氟脲对哺乳动物的急性毒性较低，但可诱发溶血性贫血，对脾脏、肝脏和肾脏也有副作用。因此有必要建立准确可靠的分析方法评估苯甲酰脲类农药在环境及食品中的存在情况，为有关部门作出质量安全评价提供科学依据。

环境及食品样品成分复杂，实现对其中所含苯甲酰脲类农药的准确分析需要依托前处理方法分离富集后，再进行仪器分析。常用样品前处理的方法有液液萃取、固相萃取、固相微萃取和磁固相萃取等。其中磁固相萃取(MSPE)基于磁性材料，通过外部磁场辅助分离，在不消耗大量有机溶剂的情况下，将目标物分离富集，操作方便且节约时间。MSPE通常利用Fe₃O₄提供磁性，然而Fe₃O₄纳米颗粒提取效率不足，因此需要对Fe₃O₄纳米颗粒进行修饰，而且外部修饰的材料在提高富集效率方面起着重要作用。共价有机框架材料(COFs)一类由共价键构筑，具有周期性结构和结晶性的有机多孔聚合物。得益于有序的孔结构、可调的孔径、高的比表面积和丰富的构造基元等特征，COFs在样品前处理领域引起了广泛的关注。

发明内容

为改善现有技术的不足，本发明提供了一种磁性氟化共价有机框架材料及其制备方法和应用，本发明的磁性氟化共价有机框架材料对于苯甲酰脲类农药表现出强吸附选择性和高分离富集效率，且吸附剂用量少、萃取时间短，可重复使用。

具体地，本发明提供了下述的技术特征，以下技术特征的一个或多个的结合构成本发明的技术方案。

在本发明的第一方面，本发明提供了一种磁性氟化共价有机框架材料，其结构简式为Fe₃O₄@TAPT-TFTA-COF，其为核壳结构，以羧基化Fe₃O₄纳米颗粒为核，以2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪(TAPT)和2,3,5,6-四氟对二苯甲醛(TFTA)为单体缩聚形成的共价结构为壳，所述壳层的表面呈海胆状。

在本发明的实施方式中，所述磁性氟化共价有机框架材料的最大饱和磁值不低于14.7emu/g，优选为14.7emu/g～80.6emu/g。在外磁场(磁铁)的作用下，磁性氟化共价有机框架材料表现出足够的磁响应性能，能够很好的满足磁分离需求。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种制备上述第一方面中所述的磁性氟化共价有机框架材料的方法，其包括：羧基化Fe₃O₄纳米颗粒超声分散于介质中，加入2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪，振荡后，加入2,3,5,6-四氟对二苯甲醛和稀醋酸，振荡，磁分离、洗涤、干燥即得。