郭勇课题组：金属有机框架衍生化磁性碳萃取材料研究取得新进展

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中国科学院兰州化学物理研究所色谱材料与分析技术课题组采用牺牲模板法制备了磁性三维框架碳纳米材料，并应用于样品前处理领域考察其萃取富集能力。
　　研究人员使用溶剂热法制备金属有机框架（MOFs），如MOF-235和Ni-MOF,以其为牺牲模板通过直接高温煅烧法制得MOFs衍生化磁性碳。在MOFs热解过程中，MOFs既是催化剂又是碳源，空间约束效应和配位键断裂释放的能量有助于有机组分的活化和碳纳米颗粒的重组。磁性颗粒与碳基质紧密接触使材料有很好的分散性。MOFs衍生化磁性碳材料表面嵌入的碳基体使得其与目标物的苯环之间形成强烈的π-π和疏水相互作用。

图1. 以MOFs为牺牲模板合成磁性三维框架碳纳米材料及萃取应用的示意图。

　　随后，研究人员将获得的磁性三维框架碳应用于磁性固相萃取中，结合高效液相色谱法建立了对环境和食品中苯甲酰脲类农药残留的检测方法，并获得了良好的萃取效果和方法适用性。
　　该方法材料制备简单高效，缩短了萃取时间和减少了萃取剂用量，为磁性碳纳米材料的制备开辟了新途径。相关成果近期分别发表在Journal of Chromatography A（2020, 1626: 461328）和Microchimica Acta（2020, 187: 88）上，多会晓博士生为该论文的第一作者，梁晓静副研究员和郭勇研究员为共同通讯作者。

图2. MOFs衍生化碳材料从各种基质中提取有害化合物的应用图。

　　鉴于该课题组在MOFs衍生化磁性三维框架碳纳米材料研究方面的成果，受《Trends in Analytical Chemistry》期刊的邀请，研究人员撰写了综述文章，总结了近年来MOFs衍生化碳萃取材料作为吸附剂在样品前处理领域中的应用；讨论了在固相萃取、磁性固相萃取、固相微萃取等不同样品预处理模式下从复杂基质中提取分析物的应用；介绍了近年来利用MOFs衍生化碳实现磁性固相萃取自动化的研究进展。该成果近期发表在Trends in Analytical Chemistry(2020, 133, 116093) 上，多会晓博士生为该论文的第一作者，梁晓静副研究员和郭勇研究员为共同通讯作者。
　　以上工作得到了国家自然科学基金、中科院“西部之光”人才项目、中科院青年创新促进会等的支持。


       文章来源：兰州化物所
       郭勇，男，博士，研究员，博士生导师，1992年于兰州大学化学系，获理学学士学位，2005年在中国科学院研究生院获博士学位。2005年入选中国科学院 “西部之光” 人才培养计划。荣获2005年度第四届 “兰化所青年创新奖” 优秀奖。发表研究论文SCI收录期刊论文75篇），会议论文5篇，申请发明专利12件（授权6件）。