一种异孔共价有机骨架海绵复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种异孔共价有机骨架海绵复合材料及其制备方法和应用，其为异孔共价有机骨架和三聚氰胺海绵通过原位生长法制成的复合海绵材料，所述复合海绵材料富含氮元素，具有疏水特性，对植物源性食品和农产品中的油脂具有良好的吸附能力，可用于食品安全非靶向筛查，结合液相色谱

【技术实现步骤摘要】
一种异孔共价有机骨架海绵复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及纳米材料合成领域，具体为一种异孔共价有机骨架海绵复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]食品安全是关乎人类健康的重大问题，世界卫生组织(WHO)在其发表的《加强国家级食品安全性计划指南》中把食品安全解释为“对食品按其原定用途进行制作和食用时不会使消费者身体受到伤害的一种担保”，而目前食品和农产品中各种超标的农兽药残留、食品添加剂、内分泌干扰物等都可能对人体健康产生巨大的危害。
[0003]现阶段食品样品检测遇到很多难题因化学危害因子种类繁多、异质性强、基质复杂等导致的食品或农产品检测的前处理回收覆盖率低、效率差，而当前的分析策略主要用于食品中已知危害因子的靶向分析，其在食品安全分析中发挥着重要作用。但在某些特殊情况下，如食品安全的综合评估、食物中毒的应急处理、新兴污染物的识别等，仅依靠靶向分析不能满足筛查要求。因此，以识别潜在污染物而不以特定物质为目标的高通量非靶向分析近年来受到越来越多的关注，并逐渐成为靶向分析的重要补充部分。
[0004]样品前处理是食品化学危害因子非靶向分析的关键步骤。样品前处理的目的是尽可能地去除干扰基质，同时实现潜在化学危害因子的高效回收。测定高脂肪食品或复杂生物基质中痕量残留物时常面临脂肪基质干扰的问题。脂质会在仪器和色谱柱中发生积聚从而缩短仪器和色谱柱寿命，还会由于离子抑制导致分析物灵敏度下降。离子源上的脂质沉积物还将导致质谱维护的需求增加。虽然去除脂质的重要性已广为人知，但目前的方法如QuEChERS、超声辅助液液萃取和固相微萃取等，通常会在去除脂质的同时损耗一部分目标分析物，从而使分析物的回收率受到影响。并且常规方法需要多次涡旋离心和除水，吸附剂只能使用一次，操作繁琐且耗时，成本较高。因此，寻找性能优异的样品前处理材料，发展合适的样品前处理方法，有效去除食品中脂肪、色素等杂质干扰，降低基质效应，减少样品前处理中目标物损失、实现食品中化学危害因子高效“全回收”，显得尤为重要。
[0005]近年来，油类泄露和油类污染物事件频发，水体污染、原油泄漏等造成严重环境灾难。使用高效吸附材料去除水中有机物污染是一种高效、经济的油类污染处理方法，具有环境友好、可循环利用、操作简便等优势。
[0006]能精细调控孔径/形貌/官能团、比表面积大、吸附能力强的共价有机骨架(Covalent organic frameworks，COFs)材料有成为高效净化基质材料及应用于环境的疏水性吸附材料的巨大潜质。COFs通常以粉末状态存在，制备整体、稳定性好、易于分离、适合大批量生产的COFs复合材料，并且实现彻底的脂质去除和优良的分析物回收仍然是一个挑战。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种异孔共价有机骨架海绵复合材料及其制备
方法和应用，其为COFs前驱体和三聚氰胺海绵(MF)基底通过一锅法合成负载COFs的复合海绵材料，并结合液相色谱
‑
质谱联用技术进行样品农药残留含量的分析。
[0008]为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]本专利技术提供了一种异孔共价有机骨架海绵复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0010]S1、将三聚氰胺海绵裁剪成1
×1×
1cm小块，用95％乙醇和水反复洗涤多次后进行真空干燥，得到洁净海绵；
[0011]S2、将N,N,N
’
,N
’‑
四(4
‑
氨基苯基)
‑
1,4
‑
苯二胺、2,2'
‑
联吡啶
‑
5,5'
‑
二甲醛及步骤S1得到的洁净海绵溶于1,4
‑
二氧六环，超声分散均匀后加入醋酸溶液，然后在20
‑
50℃进行反应24
‑
36h，然后进行鼓风干燥，得到固体产物；
[0012]S3、将步骤S2制备得到的固体产物用1,4
‑
二氧六环、正己烷交替洗涤多次后，进行真空干燥，制得异孔共价有机骨架海绵复合材料(MF@COFs)。
[0013]在一些实施例中，步骤S2中，N,N,N
’
,N
’‑
四(4
‑
氨基苯基)
‑
1,4
‑
苯二胺、2,2'
‑
联吡啶
‑
5,5'
‑
二甲醛、步骤S1得到的洁净海绵、1,4
‑
二氧六环、醋酸溶液比例为：24
‑
58mg：22
‑
52mg：4
‑
6块：2.0
‑
10.0mL：0.2
‑
1.0mL。
[0014]优选地，步骤S2中，N,N,N
’
,N
’‑
四(4
‑
氨基苯基)
‑
1,4
‑
苯二胺、2,2'
‑
联吡啶
‑
5,5'
‑
二甲醛、步骤S1得到的洁净海绵、1,4
‑
二氧六环、醋酸溶液比例为：35
‑
45mg：30
‑
40mg：4
‑
6块：5.0
‑
8.0mL：0.5
‑
0.8mL。
[0015]在一些实施例中，所述醋酸溶液的浓度为5
‑
8mol/L。
[0016]在一些实施例中，步骤S1、S3的真空干燥温度为60
‑
80℃，干燥时间为4
‑
6h；步骤S2中鼓风干燥温度为60
‑
80℃，干燥时间为4
‑
6h。
[0017]本专利技术还提供了上述方法制备得到的异孔共价有机骨架海绵复合材料。
[0018]本专利技术还提供了所述异孔共价有机骨架海绵复合材料在植物源性农产品或食品的农药残留检测的样品前处理中用于吸附甘油三酯，并结合液相色谱
‑
质谱联用检测农药残留。
[0019]在一些实施例中，上述应用中，所述植物源性农产品或食品的样品前处理过程包括如下步骤：(1)称取匀浆的样品于离心管中，然后加入乙腈，2000rpm强力涡旋1min，然后9500rpm离心2min，取上清液，即为样品提取液，备用；其中样品与乙腈的比例为：1g：1mL；(2)将所述异孔共价有机骨架海绵材料置于离心管中，加入样品提取液，再加入同体积的水，1000
‑
2000rpm强力涡旋30s；其中异孔共价有机骨架海绵材料与样品提取液的比例为(0.2
‑
1)mg:1mL，取出海绵，吸附后的清液通过液相色谱
‑
质谱检测农药残留。
[0020]在一些实施例中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异孔共价有机骨架海绵复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将三聚氰胺海绵裁剪成1
×1×
1cm小块，用95％乙醇和水反复洗涤多次后进行真空干燥，得到洁净海绵；S2、将N,N,N
’
,N
’‑
四(4
‑
氨基苯基)
‑
1,4
‑
苯二胺、2,2'
‑
联吡啶
‑
5,5'
‑
二甲醛及步骤S1得到的洁净海绵溶于1,4
‑
二氧六环，超声分散均匀后加入醋酸溶液，然后在20
‑
50℃进行反应24
‑
36h，然后进行鼓风干燥，得到固体产物；S3、将步骤S2制备得到的固体产物用1,4
‑
二氧六环、正己烷交替洗涤多次后，进行真空干燥，制得异孔共价有机骨架海绵复合材料。2.根据权利要求1所述一种异孔共价有机骨架海绵复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述N,N,N
’
,N
’‑
四(4
‑
氨基苯基)
‑
1,4
‑
苯二胺、2,2'
‑
联吡啶
‑
5,5'
‑
二甲醛、步骤S1得到的洁净海绵、1,4
‑
二氧六环、醋酸溶液比例为：24
‑
58mg：22
‑
52mg：4
‑
6块：2.0
‑
10.0mL：0.2
‑
1.0mL。3.根据权利要求2所述一种异孔共价有机骨架海绵复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，N,N,N
’
,N
’‑
四(4
‑
氨基苯基)
‑
1,4
‑
苯二胺、2,2'
‑
联吡啶
‑
5,5'
‑
二甲醛、步骤S1得到的洁净海绵、1,4
‑
二氧六环、醋酸溶液比例为：35
‑
45mg：30
‑
40mg：4
‑
6块：5.0
‑
8.0mL：0.5
‑
0.8mL，所述醋酸溶液的浓度为5
‑
8mol/L。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述一种异孔共价有机骨架海绵复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1、S3的真空干燥温度为60
‑
80℃，干燥时间为4
‑
6h；步骤S2中鼓风干燥温度为60
‑
80℃，干燥时间为4
‑
6h。5.权利要求1
‑
4任一项所述方法制备得到的异孔共价有机骨架海绵复合材料。6.权利要求5所述的异孔共价有机骨架海绵复合材料的应用，其特征在于，所述异孔共价有机骨架海绵材料在植物源性农产品或食品的农药残留检测的样品前处理中用于吸附甘油三酯，并结合液相色谱
‑
质谱联用检测农药残留。7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述植物源性农产品或食品的样品前处理包括如下步骤：(1)称取匀浆的样品于离心管中，然后加入乙腈，2000rpm强力涡旋1min，然后9500rpm离心2min，取上清液，即为样品提取液，备用；其中样品与乙腈的比例为：1g：1mL；(2)将所述异孔共价有机骨架海绵材料置于离心管中，加入样品提取液，再加入同体积的水，1000
‑
2000rpm强力涡旋30s；其中异孔共价有机骨架海绵材料与样品提取液的比例为(0.2
‑
1)mg:1mL，取出海绵，吸附后的清液通过液相色谱
‑
质谱检测农...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜红新，李薇，孔德明，周其文，王汭，刘潇威，赵玉杰，
申请(专利权)人：农业农村部环境保护科研监测所，
类型：发明
国别省市：