一种磁性方酸基功能化COFs材料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供一种磁性方酸基功能化共价有机框架材COFs材料、制备方法及其应用，涉及磁性共价有机框架材料的技术领域，包括方酸、氨基化合物和磁性纳米颗粒，所述方酸和所述氨基化合物经缩合反应形成共价有机框架材料，所述共价有机框架材料对所述磁性纳米颗粒进行包覆，形成具有核壳结构的磁性共价有机框架材料。料。料。

【技术实现步骤摘要】
一种磁性方酸基功能化COFs材料、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及共价有机骨架材料的
，具体而言，涉及一种磁性方酸基功能化COFs材料、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]磁性共价有机框架材料(COFs)是由氢、硼、碳、氮等轻元素通过共价键有序组装而成的新型多孔晶体化合物包裹着磁性内核的新型纳米材料。这类材料具有比表面积大、结构稳定性好、孔桩结构可调控、吸附目标靶向性强等优点，近年来在净化和吸附方面有着广泛的应用。
[0003]苯基吡唑类农药是高效的广谱杀虫剂，其代表化合物有氟甲腈、丁虫腈、氟虫腈及其代谢物、乙虫腈等，具有一定的毒性，在食品中有较高的检出率。由于食品基质复杂，对苯基吡唑类农药进行检测时，需要针对不同的食品基质进行有效的前处理以去除基质干扰等问题。目前主要的检测方法有“GB23200.115
‑
2018食品安全国家标准鸡蛋中氟虫腈及其代谢物残留量的测定”，针对鸡蛋基质使用QuEChERS方法进行净化和富集；“SN/T4039
‑
2014中华人民共和国出入境检验检验行业标准出口食品中萘乙酰胺、吡草醚、乙虫腈、氟虫腈残留量的”，针对水果和蔬菜使用固相萃取的方法。这些方法耗时较长、消耗溶剂量较大，样品前处理繁琐，针对不同的食品基质方法差异较大缺乏通用性。
[0004]因此开发一种对苯基吡唑类化合物具有选择性、高富集性、通用性、操作简单、消耗溶剂量小的磁性共价有机框架材料，对于苯基吡唑类农药的检测和研究具有重要的意义。
专利技术内容
[0005]本专利技术的目的在于提供一种磁性方酸基功能化COFs材料，通过以下技术方案实现：
[0006]包括方酸、氨基化合物和磁性纳米颗粒，所述方酸和所述氨基化合物经缩合反应形成共价有机骨架，所述共价有机骨架对磁性纳米颗粒进行包覆。
[0007]为了更好的实现本专利技术，进一步的，
[0008]所述氨基化合物包括对苯二胺、3,3
‑
二羟基联苯胺、三(4
‑
氨基苯基)胺、联邻甲苯胺、1,3,6,8
‑
四
‑
(对胺基苯基)
‑
芘、四(4
‑
氨基苯基)甲烷、1,3,5
‑
三(4
‑
氨基苯基)苯中的一种或多种。
[0009]本专利技术所提供的氨基化合物除上述列举出的化合物外，还包括其他能够进行缩合反应的氨基化合物，在此不进行过多的列举。
[0010]为了更好的实现本专利技术，进一步的，
[0011]所述磁性纳米颗粒包括Fe3O4或其改性物、Fe3O4NPs、NiFe2O4、γ
‑
Fe2O3中的一种。
[0012]本专利技术所提供的磁性纳米颗粒主要是为磁性物质，具体是含Fe物质，除上述列举的物质外还包括其他磁性物质，在此不进行过多的列举。
[0013]为了更好的实现本专利技术，进一步的，
[0014]所述方酸、所述氨基化合物和所述磁性纳米颗粒的摩尔质量比为(1
‑
40)：(0.5
‑
20)：(0.2
‑
10)。
[0015]本专利技术优选在上述比例中，当方酸、氨基化合物和磁性纳米颗粒不在上述比例时，容易造成不进行反应或者是分散不均匀，回收率较低等情况的发生。
[0016]一种磁性方酸基功能化COFs材料的制备方法，
[0017]包括以下步骤：
[0018]将方酸、氨基化合物和磁性纳米颗粒在混合有机溶剂中经高温高压进行缩合反应生成。
[0019]为了更好的实现本专利技术，进一步的，
[0020]所述混合有机溶剂为邻氯二苯和正丁醇；甲苯和正丁醇；或二甲基亚砜和乙酸组成的混合溶剂。
[0021]为了更好的实现本专利技术，进一步的，
[0022]所述混合有机溶剂中的比例为1
‑
5:1
‑
5，每摩尔反应物加10
‑
20ml混合溶剂。
[0023]为了更好的实现本专利技术，进一步的，
[0024]所述缩合反应的反应条件为：温度70
‑
150℃，反应时间为48
‑
120h。
[0025]一种磁性方酸基功能化COFs材料在磁固相萃取中的应用。
[0026]本专利技术所提供的磁性方酸基功能化COFs材料，主要解决现有技术中存在对复杂食品基质中苯基吡唑类化合物净化和操作方法复杂、通用性差、方法不统一等技术问题。
[0027]本专利技术提供的方酸基功能化COFs材料，利用方酸和氨基化合物经缩合反应形成共价有机框架，并将其包裹到磁性纳米颗粒上，形成磁性方酸基功能化COFs材料。
[0028]形成的方酸基功能化COFs材料具有周期性结构和大孔隙，从而可以提供较大的吸附容量，另外结构中的双氨基通过分子间氢键作用力可以选择性吸附苯基吡唑类化合物，包裹四氧化三铁等后使COFs材料兼具较强的疏水性和π
‑
π堆积作用，在以上因素的共同作用下，进而实现复杂食品基质中痕量苯基吡唑类化合物的高效选择性富集。
[0029]本专利技术的另外一个目的是提供磁性方酸基功能化COFs材料的制备方法，通过在混合有机溶剂、高温高压的条件下使方酸、氨基化合物和磁性纳米颗粒进行缩合反应，进而得到磁性方酸基功能化COFs材料，通过这样的制备过程得到的磁性方酸基功能化COFs材料具有磁性，且质量稳定性好，还能重复使用，最主要的是能够对复杂食品基质中的苯基吡唑类化合物具有极佳的选择性吸附效果，可高效富集并用于食品的日常分析检测过程。
[0030]在制备的过程中，优选其反应条件是温度为70
‑
150℃，反应时间48
‑
120h，以及所采用的混合有机溶剂的比例为1
‑
5:1
‑
5，在这样的条件制备过程中分散更加均匀，反应更加彻底，得到的磁性方酸基功能化COFs材料稳定性更好。
[0031]在使用过程中，由于磁性方酸基功能化COFs材料含有磁性纳米粒子，在对苯基吡唑类化合物进行选择性富集后，通过外界磁场即可实现分离，操作简单、快速，极大的简化了苯基吡唑类化合物在食品中的检测流程，节省大量时间并降低成本，具体是在反应容器外放置磁铁来实现分离。
[0032]以鸡蛋中苯基吡唑类化合物为例，多个禽蛋充分匀浆后，取5g试样有机试剂提取后，加入磁性方酸基功能化COFs进行苯基吡唑类化合物的选择性富集，利用磁场作用分离
出吸附后的磁性方酸基功能化COFs材料，然后用洗脱剂进行洗脱，所得洗脱液经浓缩后可作为最终检测溶液。
[0033]在上述磁固相萃取过程中，可通过在容器的外部使用磁铁使磁性方酸基功能化COFs材料方便与洗脱萃取液分离，极大简化净化过程。
[0034]可利用上述磁固相萃取过程将磁性方酸基功能化COFs材料应用到日常食品中苯基吡唑类化合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性方酸基功能化COFs材料，其特征在于，包括方酸、氨基化合物和磁性纳米颗粒，所述方酸和所述氨基化合物经缩合反应形成共价有机框架材料，所述共价有机框架材料对所述磁性纳米颗粒进行包覆。2.根据权利要求1所述的磁性方酸基功能化COFs材料，其特征在于，所述氨基化合物包括对苯二胺、3,3
‑
二羟基联苯胺、三(4
‑
氨基苯基)胺、联邻甲苯胺、1,3,6,8
‑
四
‑
(对胺基苯基)
‑
芘、四(4
‑
氨基苯基)甲烷、1,3,5
‑
三(4
‑
氨基苯基)苯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的磁性方酸基功能化COFs材料，其特征在于，所述磁性纳米颗粒包括Fe3O4或其改性物、Fe3O4NPs、NiFe2O4、γ
‑
Fe2O3中的一种。4.根据权利要求1所述的磁性方酸基功能化COFs材料，其特征在于，所述方酸、所述氨基化合物和所述磁性纳米颗粒的摩尔质量比为(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锂，胡家勇，彭青枝，周陶鸿，江丰，冀威昊，龚蕾，严恒，
申请(专利权)人：湖北省食品质量安全监督检验研究院，
类型：发明
国别省市：