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题目：功能化金属-有机骨架材料的制备及应用

发布时间：2024-11-06 19:17:43

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答案：关键词：金属-有机骨架,磁固相萃取,磺胺类药物,苯硼酸,糖检测金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks，MOFs)是一类新型的多孔材料，由金属离子和有机配体自组装形成。组成和结构丰富多样，比表面积大、孔径可调控和便于后修饰等优点决定了这类材料在多种领域具有潜在的应用价值。本论文旨在对两种MOFs材料分别进行了磁功能化和苯硼酸功能化，并对它们的应用进行了研究，从而拓宽了MOFs材料的应用范围。本论文包括以下四个部分：第1章绪论主要对金属-有机骨架材料的发展历史、制备方法、结构特点及应用领域做简单介绍。第2章磁功能化金属-有机骨架材料的制备及表征本实验采用超声法合成一种新型的Fe-pamoate骨架材料，合成过程中采用层层自主装技术将Fe-pamoate生长到Fe3O4@SiO2-COOH微球表面，从而成功制备了具有单核双壳结构的Fe3O4@SiO2@Fe-pamoate磁性微球。该过程涉及下列步骤：首先给Fe3O4@SiO2磁性微球上引入羧基，然后将该微球交替放入Fe3 和帕莫酸溶液中反应，使Fe-pamoate复合物生长到微球表面。采用FT-IR, SEM, TEM, TGA和物理吸附等手段表征该微球的形貌、比表面积和热稳定性等特性。表征结果证明该微球具有较大的比表面积、良好的热稳定性等特点。第3章磁性微球对环境水样中磺胺类药物的富集分离基于Fe3O4@SiO2@Fe-pamoate磁性微球自身大比表面积，且在外加磁场的作用下，能够快速从溶液中分离的特性，该磁性微球被用作吸附剂，磁固相萃取环境水样痕量的持久性有机污染物磺胺类药物。该微球吸附磺胺类药物主要是基于磺胺类药物的苯环和氨基结构分别与有机配体帕莫酸中的苯环和羟基形成π-π电子共轭氢键。实验采用高效液相色谱-紫外检测器分离和测定磺胺类药物。实验过程中对萃取剂的用量、萃取时间、溶液pH和洗脱剂进行了条件优化。在最优条件下，五种磺胺类药物均具有较宽的线性范围(0.5~50 ng mL-1)，低的检测限(0.08−0.12 ng mL-1)，较高的精确度(相对标准偏差1.4−12.3%)，良好的线性相关系数(R2>0.9947)。对实际样品进行三个浓度(3、10、30 ng mL-1)的加标回收，回收率高达99.7%，且相对标准偏差均小于12.3%。实验结果显示该磁性微球对磺胺类药物表现出良好的富集能力。该实验不仅为磺胺类药物的富集分离机检测提供了一种新方法，而且拓宽了MOFs材料的应用范围。第4章硼酸功能化金属-有机骨架材料的荧光分析本实验首先合成了一种具有荧光特性的NH2-MIL-53(Al)材料，然后用4-羧基苯硼酸对其进行修饰，合成了苯硼酸功能化MOFs材料(PBA-MIL-53(Al))。FT-IR、XPS表征结果证明硼酸基团被成功接枝到NH2-MIL-53(Al)材料上，XRD数据证明硼酸接枝后MOF材料的结构没有被破坏。利用硼酸可以和二醇类化合物形成可逆而又牢固的复合物这一特点，应用PBA-MIL-53(Al)对溶液中单糖进行检测。实验过程中对孵化时间、溶液pH进行了优化。在最优条件下，对线性范围，线性相关系数和最低检测限进行测量计算。实验结果表明该方法是一种快速、简便、灵敏检测糖类物质的方法。