科研進(jìn)展
蘭州化物所發(fā)表磁性MOF基復(fù)合材料吸附污染物綜述文章
隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口快速增長，環(huán)境受到顯著沖擊。持久性有機(jī)污染物、殘留農(nóng)藥、真菌毒素、內(nèi)分泌干擾物、抗生素、重金屬離子及微塑料等多種污染物導(dǎo)致嚴(yán)重環(huán)境污染。有害污染物多具致畸、致癌、致突變性，可通過食物鏈富集進(jìn)入人體對發(fā)育、代謝及生育能力產(chǎn)生負(fù)面影響。為此，全球環(huán)境與食品監(jiān)管機(jī)構(gòu)制定了一系列污染物限量法規(guī)。然而，由于環(huán)境和食品樣品基質(zhì)復(fù)雜且目標(biāo)物含量濃度較低，直接采用分析儀器進(jìn)行定性定量檢測存在困難，因此需對復(fù)雜樣品進(jìn)行預(yù)處理。
中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所天然藥物與化學(xué)測量研究中心色譜材料與分離測量課題組長期聚焦西部資源能源復(fù)雜體系分離分析領(lǐng)域的新材料研發(fā)與新方法學(xué)構(gòu)建，研發(fā)出多種功能化有機(jī)框架復(fù)合材料，應(yīng)用于環(huán)境和食品中各類污染物的萃取富集與吸附去除研究（Analytica Chimica Acta, 2024, 1287: 342112；Microchimica Acta, 2024, 191(2): 90；Environmental Research, 2025, 264: 120319; ACS Applied Polymer Materials, 2025,7,5737-5746; Separation and Purification Technology, 2026, 394, 137454.），為環(huán)境監(jiān)測與食品安全評估提供了重要的技術(shù)支撐?；谠诖判訫OF基吸附材料研究中的積累，發(fā)表了關(guān)于磁性MOF基復(fù)合材料吸附污染物的研究進(jìn)展的綜述文章。
磁性固相萃取技術(shù)（MSPE）因其操作簡便、環(huán)保、高效、易于操作且吸附劑回收便捷，被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜環(huán)境和食品基質(zhì)中痕量污染物的預(yù)處理。該技術(shù)的核心是開發(fā)兼具卓越吸附能力和優(yōu)異磁響應(yīng)的高性能磁性吸附劑。近年來，基于MOFs優(yōu)異的理化性質(zhì)，已開發(fā)出一系列MOF基磁性吸附劑（MMOFs），用于吸附和萃取環(huán)境及食品中的新興污染物。該綜述系統(tǒng)總結(jié)了MMOFs的制備方法及其在復(fù)雜基質(zhì)中萃取吸附污染物的應(yīng)用，并概述了未來的發(fā)展方向。旨在為設(shè)計新型MMOFs提供理論基礎(chǔ)和參考，并通過全面分析證實MOFs在樣品前處理應(yīng)用中的巨大潛力。
圖1.MMOFs的制備策略及吸附污染物類型
該綜述以MSPE為重點(diǎn)，系統(tǒng)總結(jié)了MMOFs的制備策略。MOFs作為功能單體，可提供豐富的吸附位點(diǎn)、較大的比表面積及多樣的分子間相互作用。但隨著污染物日益多樣化和對高效吸附的需求提升，對MMOFs的制備與應(yīng)用提出更高要求。其工業(yè)應(yīng)用面臨批量生產(chǎn)可行性與材料長期穩(wěn)定性兩大挑戰(zhàn)，合成工藝復(fù)雜制約低成本綠色制造，穩(wěn)定性不足導(dǎo)致循環(huán)性能不佳，使得多數(shù)高性能MMOFs難以實現(xiàn)從研究到實際工業(yè)生產(chǎn)及應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。
MMOFs的未來發(fā)展將圍繞高效率、高精度、環(huán)境可持續(xù)性和智能化這四大核心目標(biāo)展開。研究應(yīng)側(cè)重于開發(fā)簡化的綠色合成工藝，并設(shè)計具有高固有穩(wěn)定性及強(qiáng)健界面的MMOFs。同時需兼顧吸附性能、磁分離效率與經(jīng)濟(jì)可行性間的平衡?？傮w而言，MMOFs的創(chuàng)新依賴于材料科學(xué)、分析化學(xué)與工程技術(shù)的深度融合，推動痕量分析向更高效、精準(zhǔn)與智能的方向發(fā)展。
相關(guān)工作以“Synthesis of magnetic adsorbents incorporating metal-organic framework materials and their applications in environmental and food sample preparation: A review ”為題發(fā)表在Trends in Analytical Chemistry上。李翔博士后為該論文第一作者，郭勇研究員和梁曉靜研究員為通訊作者。
上述工作得到了中央引導(dǎo)地方資金發(fā)展項目，中國科學(xué)院A類先導(dǎo)專項，國家科技重大專項和甘肅省基礎(chǔ)研究創(chuàng)新群體項目的支持。
