中國科學院蘭州化學物理研究所色譜材料與分析技術課題組采用犧牲模板法制備了磁性三維框架碳納米材料，并應用于樣品前處理領域考察其萃取富集能力。
研究人員使用溶劑熱法制備金屬有機框架（MOFs），如MOF-235和Ni-MOF,以其為犧牲模板通過直接高溫煅燒法制得MOFs衍生化磁性碳。在MOFs熱解過程中，MOFs既是催化劑又是碳源，空間約束效應和配位鍵斷裂釋放的能量有助于有機組分的活化和碳納米顆粒的重組。磁性顆粒與碳基質緊密接觸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體使得其與目標物的苯環之間形成強烈的π-π和疏水相互作用。
圖1. 以MOFs為犧牲模板合成磁性三維框架碳納米材料及萃取應用的示意圖。
隨后，研究人員將獲得的磁性三維框架碳應用于磁性固相萃取中，結合高效液相色譜法建立了對環境和食品中苯甲酰脲類農藥殘留的檢測方法，并獲得了良好的萃取效果和方法適用性。
該方法材料制備簡單高效，縮短了萃取時間和減少了萃取劑用量，為磁性碳納米材料的制備開辟了新途徑。相關成果近期分別發表在Journal of Chromatography A（2020, 1626: 461328）和Microchimica Acta（2020, 187: 88）上，多會曉博士生為該論文的第一作者，梁曉靜副研究員和郭勇研究員為共同通訊作者。
圖2. MOFs衍生化碳材料從各種基質中提取有害化合物的應用圖
鑒于該課題組在MOFs衍生化磁性三維框架碳納米材料研究方面的成果，受《Trends in Analytical Chemistry》期刊的邀請，研究人員撰寫了綜述文章，總結了近年來MOFs衍生化碳萃取材料作為吸附劑在樣品前處理領域中的應用；討論了在固相萃取、磁性固相萃取、固相微萃取等不同樣品預處理模式下從復雜基質中提取分析物的應用；介紹了近年來利用MOFs衍生化碳實現磁性固相萃取自動化的研究進展。該成果近期發表在Trends in Analytical Chemistry(2020, 133, 116093) 上，多會曉博士生為該論文的第一作者，梁曉靜副研究員和郭勇研究員為共同通訊作者。
以上工作得到了國家自然科學基金、中科院“西部之光”人才項目、中科院青年創新促進會等的支持。
