多孔有机聚合物的制备及其在一些污染物残留测定中的应用

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多孔有机聚合物(Porous Organic Polymers,POPs)是通过有机结构单元连接起来的新型多孔材料,因其具有高的比表面积、轻的组成元素、高度有序的孔隙率、易功能化、物理化学稳定性好和可调的孔结构等优异性能引起了科学界的极大关注。在气体储存、吸附、分离和催化、能源、传感器等领域发挥重要作用。本文制备了三种多孔有机聚合物,将其用作磁性固相萃取(Magnetic Solid Phase Extraction,MSPE)和固相萃取(Solid Phase Extraction,SPE)的吸附剂,并结合高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)技术,建立了环境、食品等样品中农药残留分析测定的新方法。主要研究内容如下:1.以三聚氰胺和甲醛为单体制备了多孔聚合物mPMF,并将其嫁接到氨基修饰的磁性(Fe3O4)纳米粒子表面,制备了磁性介孔复合材料Fe3O4-mPMF。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、氮气吸附脱附等温线和热重分析等对Fe3O4-mPMF进行了表征。结果表明,Fe3O4-mPMF具有大的比表面积、典型的介孔结构和高的热稳定性。将Fe3O4-mPMF作为磁性固相萃取吸附剂用于萃取双酚A、对叔丁基苯酚、对特辛基酚、壬基酚等内分泌干扰素(EDCs),并结合HPLC进行检测分析。在最佳条件下,EDCs的检测线性范围在0.5100.0 ng/mL之间,检出限在0.020.1 ng/mL之间。Fe3O4-mPMF较强的吸附能力主要由于π-π堆积、氢键和疏水等多种相互作用。本文将建立的方法用于河水和瓶装果汁样品中EDCs的检测。结果表明,Fe3O4-mPMF大的共轭体系、强的氢键结合能力和强的疏水作用,使其成为萃取有机化合物的有效吸附剂。2.利用简单且环保的合成方法,在水溶液中重氮偶联2,6-二氨基蒽醌与间苯三酚制备了新型邻羟基偶氮苯多孔有机聚合物(HAzo-POP)。该聚合物具有良好的稳定性,丰富的孔隙结构,大的共轭体系和强的氢键结合能力,对芳香族有机污染物显示出高吸附能力,HAzo-POP成功地用于从六个实际样品中固相萃取苯基脲类除草剂。芹菜,团生菜和西红柿样品的线性范围为0.5160.0 ng/g,牛奶,豆浆和果汁样品的线性范围为0.4160.0 ng/mL,检出限为0.050.30 ng/g(或/mL)。HAzo-POP具有吸附其他芳香族有机化合物的应用潜力。3.以2,6-二氨基蒽醌(DAAQ)和1,3,5-三羟基均苯三甲醛(TFP)为结构单元,通过简单、环境友好且容易实现的研磨法成功合成了共价有机框架聚合物DAAQ-TFP。DAAQ-TFP具有大的比表面积,高的孔隙度,良好的热化学稳定性,大量的氧和氮原子,使其在萃取有机化合物方面具备了极大的潜力。将DAAQ-TFP作为吸附剂萃取环境水样、果汁、水果和蔬菜样品中的苯基脲类除虫剂(BUs)并结合HPLC建立了灵敏的分析方法,该方法显示了低的检出限和高的回收率。为了探究材料的应用潜能及对目标分析物的可能吸附机理,对不同种类化合物进行了萃取,结果表明,DAAQ-TFP可以作为吸附性能良好的吸附剂,吸附机理主要是基于π-π堆积和氢键等相互作用。
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