MOFs功能化磁性复合材料的制备及其用于有机农药残留的磁固相萃取和富集研究

摘要

农业生产上广泛使用有机农药来防治病虫害、杀灭杂草，但是有机农药具有难以降解、残效期长等特点,随着大量和长期使用，有机农药在环境和作物中的残留量越来越大，农药污染问题变得日益严重。因此，针对这一问题应进行深入研究并建立有效的分析和检测有机农药残留的方法。金属-有机骨架(MOFs)材料在样品前处理领域具有很多优异的特点，结合磁性纳米材料的磁性特征，本文将不同种类的MOFs修饰在磁性纳米材料上，制备了MOFs功能化的磁性复合材料，采用磁固相萃取-高效液相色谱法对实际复杂基质样品中的有机农药残留进行萃取和检测，得到了良好的结果。
　　1.利用MIL-53(Fe)和聚多巴胺(PDA)的特点，将MIL-53(Fe)修饰在包覆PDA的磁性Fe3O4纳米粒子上，制备了磁性MIL-53(Fe)@PDA@Fe3O4复合材料。将其用于磁固相萃取磺酰脲类除草剂，对萃取和液相检测条件进行了优化，并进行方法学考察，得到线性相关系数在0.9980以上，检出限为0.28～0.77μg/L，RSD≤7.5％（n=6）。将建立的方法应用于环境水样中目标物的检测，加标回收率在78.8％～109.7％之间。结果表明，该方法简便快速，可以用于实际样品中磺酰脲类农药的富集检测。
　　2.结合MIL-101(Fe)和Fe3O4纳米粒子的特点，制备了磁性MIL-101(Fe)@PDA@Fe3O4复合材料，将其用作吸附剂，采用磁固相萃取法富集检测磺酰脲类除草剂。在优化检测和萃取条件的基础上，对所建立的方法进行评价，得到线性相关系数在0.9991以上，检出限为0.12～0.34μg/L，RSD≤4.8％（n=6）。方法应用于环境水样和蔬菜样品中该类除草剂的检测，加标回收率为87.1％～108.9％。与其它磁性MOFs复合材料对比，MIL-101(Fe)@PDA@Fe3O4复合材料的萃取效率更高，可作为一种萃取复杂样品中磺酰脲类除草剂的高效吸附剂。
　　3.采用封装法将IRMOF-3修饰在掺杂聚丙烯酸(PAA)的Fe3O4纳米粒子上，制备磁性IRMOF-3@Fe3O4/PAA复合材料，用于磁固相萃取拟除虫菊酯类杀虫剂，并用高效液相色谱检测。在优化的适宜条件下，建立方法并进行评价，得到大于0.9989的线性相关系数，检出限为0.18～0.44μg/L，RSD≤6.1％（n=6）。将该方法用于茶饮料和茶水样品中拟除虫菊酯类杀虫剂残留的检测，加标回收率为81.3％～105.3％。结果表明，建立的分析方法简便快速、高效灵敏。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1．1 磺酰脲类除草剂

1．1．2 拟除虫菊酯类杀虫剂

1．2 相关前处理和检测方法

1．2．1 前处理方法

1．2．2 检测方法

1．3 金属-有机骨架材料

1．3．1 MOFs材料的分类

1．3．2 MOFs材料的特点

1．4 磁性金属-有机骨架复合材料

1．4．2 磁性MOFs复合材料的制备

1．4．3 磁性MOFs复合材料在样品前处理中的应用

1．5 课题的提出

第二章 磁性MIL-53(Fe)复合材料用于萃取磺酰脲类除草剂

2．1 试剂与仪器

2．1．1 实验试剂

2．1．2 实验仪器

2．2 实验内容

2．2．2 磁性MIL-53(Fe)@PDA@Fe3O4复合材料的表征

2．2．3 磁固相萃取过程

2．3 结果与讨论

2．3．1 色谱条件

2．3．2 磁性MIL-53(Fe)@PDA@Fe3O4复合材料的表征

2．3．3 磁固相萃取过程优化

2．3．4 磁固相萃取方法评价

2．3．5 实际样品检测

2．3．6 与文献方法比较

2．4 结论

第三章 磁性MIL-101(Fe)复合材料用于萃取磺酰脲类除草剂

3．1 试剂与仪器

3．1．1 实验试剂

3．1．2 实验仪器

3．2 实验内容

3．2．2 磁性HKUST-1@PDA@Fe3O4和MIL-100(Fe)@PDA@Fe3O4复合材料的制备

3．2．3 磁性MIL-101(Fe)@PDA@Fe3O4复合材料的表征

3．2．4 样品前处理

3．2．5 磁固相萃取过程

3．3 结果与讨论

3．3．1 色谱条件

3．3．2 磁性MIL-101(Fe)@PDA@Fe3O4复合材料的表征

3．3．3 磁固相萃取过程优化

3．3．4 重复使用情况

3．3．5 不同吸附剂萃取磺酰脲类物质的效率比较

3．3．6 磁固相萃取方法评价

3．3．7 实际样品检测

3．3．8 与文献中其它方法比较

3．4 结论

第四章 磁性IRMOF-3复合材料用于萃取拟除虫菊酯类杀虫剂

4．1 试剂与仪器

4．1．1 实验试剂

4．1．2 实验仪器

4．2 实验内容

4．2．2 磁性IRMOF-3@Fe3O4／PAA复合材料的表征

4．2．3 样品前处理

4．2．4 磁固相萃取过程

4．3 结果与讨论

4．3．1 色谱条件

4．3．2 磁性IRMOF-3@Fe3O4／PAA复合材料的表征

4．3．3 磁固相萃取过程优化

4．3．4 重复使用情况

4．3．5 不同吸附剂萃取拟除虫菊酯类物质的效率比较

4．3．6 磁固相萃取方法评价

4．3．7 实际样品检测

4．3．8 与文献中其它方法比较

4．4 结论

第五章 结论

参考文献

研究成果及发表的学术论文

致谢

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