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J. Hazard. Mater. || 快速微波合成聚芳醚连接共价有机骨架 高效微萃取水中全氟烷基物质2021-09-25

今天分享一篇发表在J. Hazard. Mater.上的文章,题目是Rapid microwave synthesis of dioxin-linked covalent organic framework forefficient micro-extraction of perfluorinated alkylsubstances from water (doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122793)。该文章的通讯作者是山东师范大学郭佃顺教授,主要开展光、电应答型合成受体的分子识别、组装以及纳米功能材料研究,新药设计及其中间体的合成与开发研究。

 

全氟烷基物质(PFASs) 因具有独特的特性、良好的热化学稳定性、表面活性、疏油性和超疏水性等,在工业生产中得到了广泛的应用。然而,PFASs会在生产过程中被释放到环境中(如空气、土壤和水),已有研究证明其对人类健康有潜在危险(包括肝毒性、内分泌紊乱、免疫毒性和致癌性)。一些组织和政府已经规范了水中PFASs的浓度指标,例如,美国环境保护署规定饮用水中全氟辛烷磺酸和全氟辛烷羧酸总浓度不高于70 ng L-1。然而,由于PFASs浓度低、实际复杂样品干扰强,直接检测PFASs较为困难。目前,几种基于吸附材料的萃取方法已被开发出来用于富集PFASs,然而这些固相萃取材料稳定性差,影响检测性能。因此,有必要合成新颖固相萃取材料,并制定一套灵敏、准确的监控策略。

与可逆反应所不同,不可逆反应合成共价有机骨架具有更大的挑战性。在本研究中,作者利用微波辅助高效合成了芳醚连接的TH-COF,其表面积达1254 m2 g-1。作者首先对合成的TH-COF进行粉末衍射、气体吸附、热重表征,这些测试表明TH-COF具有高结晶度高、热稳定性和化学稳定性好。最后将其作为固相微萃取(SPME)的涂层粘附于钢针表面。使用1ml 0.6%的三氟乙酸/甲醇的混合液作为PFASs洗脱剂,并结合三重四极杆-超高效液相色谱质谱仪(UPLC-MS / MS)对水样中的PFASs检测,结果表明TH-COF-SPME-UPLC-MS/MS具有良好线性度(0.01-1000 ng L-1 R2≥0.9945)、较低的检测限(0.0020-0.0045 ng L-1)、高精密度(≤7.9%),良好重现性(≤7.9%)。所用TH-COF涂层的探针可重复使用至少20次而不影响萃取性能,并且在实际水样的测试中显示相对较高的回收率(89.5%-105%)。

 

 

图1. 基于TH-COF的SPME-MS探针制备及对PFASs的检测示意图。

 

综上所述,作者首次使用微波辅助法合成基于多芳醚连接的TH-COF基 SPME探针,并成功应用分析真实水中痕量的PFASs。采用晶态TH-COF包覆的纤维探针比非晶态的COP和COF-318更有效。在最佳微萃取条件下,TH-COF-SPME-UPLC-MS/MS法具有较宽的线性、低检测限、高重复性及准确度。

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