近日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部蔬菜質(zhì)量安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在雙層MOFs結(jié)構(gòu)調(diào)控和MOFs型SPE柱研發(fā)方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際SCI期刊Journal of Advanced Research（10.1016/j.jare.2020.03.013）上，并成功研制了果蔬農(nóng)藥殘留MOFs型凈化柱產(chǎn)品IVF-MC-1。
構(gòu)筑高穩(wěn)定性和形貌規(guī)則的MOFs材料并使其在各種應(yīng)用場(chǎng)景中保持優(yōu)越的物理化學(xué)活性一直是MOFs領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。在前期研究中，本實(shí)驗(yàn)室通過(guò)在MOFs合成體系中分別引入有機(jī)功能識(shí)別分子、零維納米顆粒、一維碳納米管和二維石墨烯納米片，制備了多種功能化的三維MOFs納米復(fù)合材料，構(gòu)建了農(nóng)藥多殘留的高效前處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了蔬菜產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)因子的快速篩查。
然而，多組分基元雜化策略雖然賦予了MOFs復(fù)合材料豐富的表面活性位點(diǎn)、提高了孔隙率和吸附性能、增加了傳質(zhì)速率，但是同時(shí)也改變了合成體系的自由度，產(chǎn)生了更多的無(wú)序結(jié)構(gòu)，引發(fā)了MOFs的空間塌陷或堆積。針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)驗(yàn)室將研究重點(diǎn)集中在MOFs材料的可控制備和功能精確調(diào)控方面，通過(guò)合理設(shè)計(jì)選擇有機(jī)配體和金屬活性中心，精細(xì)調(diào)節(jié)主客體相互作用，成功制備了ZIF-8@ZIF-67雙層MOFs，利用納米材料物理化學(xué)表征技術(shù)深入研究了其農(nóng)藥吸附識(shí)別性能和靜態(tài)/動(dòng)態(tài)傳質(zhì)機(jī)制，進(jìn)而構(gòu)建了農(nóng)藥污染控制去除技術(shù)和快速前處理技術(shù)，為擴(kuò)展MOFs基礎(chǔ)理論和技術(shù)應(yīng)用奠定了研究基礎(chǔ)。
結(jié)合實(shí)驗(yàn)室近四年來(lái)在MOFs/農(nóng)藥互作機(jī)制方面的研究成果和蔬菜質(zhì)檢中心在農(nóng)殘檢測(cè)方面積累的十幾年研究經(jīng)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)室借助MOFs材料的界面超疏水/親水識(shí)別特性，成功研發(fā)了果蔬農(nóng)藥殘留MOFs型凈化柱產(chǎn)品。該前處理柱可特異吸附去除果蔬乙腈提取液中的離子、多糖、色素、蛋白等雜質(zhì)，顯著降低基質(zhì)干擾，大幅度縮短前處理時(shí)間、降低實(shí)驗(yàn)成本，有效提高農(nóng)藥殘留前處理方法的回收率、準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性。
以上工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程等的支持。
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