一种后修饰ZIF-8材料的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种后修饰ZIF

【技术实现步骤摘要】
一种后修饰ZIF
‑
8材料的制备方法和应用


[0001]本专利技术具体涉及一种后修饰金属有机骨架（ZIF
‑
8）的简便制备方法，及其用于软骨藻酸的分离富集。

技术介绍

[0002]软骨藻酸（Domoic acid，DA）是一种天然神经性氨基酸，主要由某些拟菱形藻属和菱形藻属的海洋硅藻产生。水中的蛤蜊、蚌类及鱼均可富集水中藻类产生的软骨藻酸，并对软骨藻酸有较强的耐受力，软骨藻酸经食物链富集后，将对所在地区的生态环境造成影响，并引起动物发病和死亡。此外，人们食用毒化的贝类，可引起记忆丧失、眩晕、昏迷甚至死亡等症状。因此对水中软骨藻酸的监控是十分必要的。但是水样品中DA的浓度很低，且样品基质较为复杂，使得其在检测上有一定难度，故需要对样品进行前处理，以实现对水中痕量DA的富集和检测。
[0003]金属
‑
有机框架MOFs由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的新型材料。具有不饱和的金属位点、比表面积大、结构与功能多样性等优点，在氢气存储、气体吸附与分离、传感器、药物缓释、催化反应等领域都有重要的应用。但大多数的MOFs材料在水中稳定性差，这极大的限制了MOFs材料的发展。ZIF
‑
8由Zn与2
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甲基咪唑组成，与其他MOF相比，其热和化学稳定性相对较高。ZIF
‑
8具有较高水稳定性和不饱和的Zn位点，因此其对DA有很好的吸附效果和一定的选择性。但ZIF
‑
8强的疏水性使其在水溶液中分散性差，这将不利于ZIF
‑
8应用于水中DA的富集。基于此，本专利技术通过特定的酸刻蚀改变ZIF
‑
8的疏水性，增强其在水中的分散性，并暴露更多的Zn位点。本专利技术特定的酸具体选择为单宁酸、抗坏血酸、樟脑磺酸，这些酸都具有羟基，并且与DA结构类似，使用这些酸刻蚀ZIF
‑
8可以产生分子印迹作用，提高ZIF
‑
8对DA的富集效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种后修饰ZIF
‑
8材料的制备方法及其应用。该材料在2
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甲基咪唑锌盐材料 (2
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methylimidazole zinc salt, ZIF
‑
8)的基础上，进一步刻蚀得到分散性增强的ZIF
‑
8吸附材料。建立的后修饰的ZIF
‑8‑
SPE方法对软骨藻酸进行富集，通过液相色谱
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串联三重四级杆质谱法 (high performance liquid chromatography
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tandem mass spectrometry, HPLC
‑
MS / MS) 对其进行检测。本专利技术通过酸刻蚀，增加ZIF
‑
8在水溶液中的分散性，并使其暴露更多的Zn位点，提高ZIF
‑
8对DA的富集效果。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种后修饰ZIF
‑
8材料的合成方法，所述石咪唑酯骨架结构颗粒表面带有负电，并引入了大量羧基，其包括如下步骤：(a) 将ZIF
‑
8样品分散在0.01
‑
1g/L的刻蚀溶液中，室温下磁力搅拌10
‑
120min；(b) 所得产物经甲醇离心洗涤3次；(c) 将所得固体60℃下干燥24 h，获得后修饰ZIF
‑
8材料。
[0006]进一步的，步骤（a）中的刻蚀溶液包括含有单宁酸或抗坏血酸或樟脑磺酸的水溶液。
[0007]进一步的，步骤（a）中磁力搅拌的转速600 rpm。
[0008]进一步的，步骤（b）中离心洗涤的转速为7000 rpm，每次洗涤时间为3 min。
[0009]进一步的，所述ZIF
‑
8的制备方法包括以下步骤：(1) A液：配置含有Zn(NO3)2的甲醇溶液，超声得到均一溶液；(2) B液：配置含有2
‑
甲基咪唑的甲醇溶液，并加入1
‑
甲基咪唑，超声得到均一溶液；(3) 将B液加入A液中，磁力搅拌20s之后，室温静置24h；(4) 将步骤（3）所得产物用甲醇离心洗涤3次，离心转速为7000 rpm，每次洗涤时间为3 min；(5) 将所得固体60℃下干燥24 h，获得ZIF
‑
8材料。
[0010]如上所述的制备方法制得的后修饰ZIF
‑
8材料。
[0011]应用：所得酸刻蚀的ZIF
‑
8材料用做吸附剂，通过与HPLC
‑
MS/MS联用，检测水中痕量软骨藻酸。
[0012]本专利技术的优点是：1）本专利技术的制备方法简单，原料易得且价格低廉，所制备的后修饰2
‑
甲基咪唑锌盐材料能快速富集软骨藻酸。
[0013]2）本专利技术得材料具有优异的热稳定性、化学稳定性、以及机械稳定性，能够实现多次重复利用。
[0014]3）本专利技术的酸刻蚀方法增加了ZIF
‑
8材料在水中的分散性，便于材料与目标物的接触，使得吸附效果更为显著。
[0015]4）本专利技术所得后修饰ZIF
‑
8材料表面暴露了大量不饱和的Zn位点，增强材料与目标物得相互作用，使材料对目标物有很好得富集效果。
[0016]5）本专利技术利用刻蚀ZIF
‑
8材料对软骨藻酸进行萃取，并通过与HPLC
‑
MS/MS联用，实现对复杂基质（海水、海产品）中低浓度DA的检测。
附图说明
[0017]图1 为ZIF
‑
8材料的扫描电镜图。
[0018]图2 为实施例4制备的后修饰ZIF
‑
8材料的扫描电镜图。
[0019]图3 为(a)ZIF
‑
8、（b) 实施例1制备的后修饰ZIF
‑
8、（c）吸附DA后的后修饰ZIF
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8的Zeta电位。
[0020]图4 为(a)ZIF
‑
8、（b) 实施例4制备的后修饰ZIF
‑
8、（c）实施例5制备的后修饰、（d）实施例1制备的后修饰ZIF
‑
8的XRD谱图。
[0021]图5 为色谱图，（a）实施例1制备的后修饰ZIF
‑
8解析后洗脱液、（b)ZIF
‑
8解析后洗脱液、（c）5.0 ng mL
‑1的DA标准溶液。
[0022]图6 为贻贝不同浓度加标色谱图，（a）未加标、（b）10 pg/mL、（c）100 pg/mL、（d）500 pg/mL。
[0023]图7 为（a)ZIF
‑
8、（b) 实施例4制备的后修饰ZIF本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种后修饰ZIF
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8材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(a) 将ZIF
‑
8样品分散在0.01
‑
1g/L的刻蚀溶液中，室温下磁力搅拌10
‑
120min；(b) 所得产物经甲醇离心洗涤3次；(c) 将所得固体60℃下干燥24 h，获得后修饰ZIF
‑
8材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（a）中的刻蚀溶液包括含有单宁酸或抗坏血酸或樟脑磺酸的水溶液。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（a）中磁力搅拌的转速为600 rpm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（b）中离心洗涤的转速为7000 rpm，每次洗涤时间为3 min。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述ZIF
‑
8的制备方法包括以下步骤：(1) A液：配置含有Zn(NO3)2的甲醇溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兰，吴雅萍，陈晖，丁青青，张文敏，李青青，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：