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分散固相萃取中的功能纳米材料
时间:2023-07-22 06:40 点击次数:173

  分散固相萃取(dispersive solid phase extraction,简称dSPE)是一种样品前处理技术,它是利用固相材料与目标物质之间的相互作用,将目标物质从复杂的基质中富集和分离出来。dSPE具有操作简单、耗时短、耗材少、成本低等优点,广泛应用于食品、环境、生物、药物等领域的分析检测。

  dSPE中的固相材料是影响其性能和应用的关键因素,它决定了dSPE的选择性、吸附容量、稳定性和再现性等。近年来,随着纳米科技的发展,一些具有特殊功能的纳米材料被引入到dSPE中,为提高dSPE的效率和灵敏度提供了新的可能。本文综述了近年来在dSPE中应用的功能纳米材料,包括磁性纳米材料、金属-有机框架(MOFs)、共价有机框架(COFs)、金属有机聚合物凝胶(MOPGs)和金属有机网状材料(MONs)等,并对其优缺点和发展趋势进行了评述。

  磁性纳米材料是一种具有磁响应性的纳米材料,它可以在外加磁场的作用下被快速分离和回收,从而提高dSPE的操作便利性和效率。磁性纳米材料可以根据其组成和结构分为单一磁性纳米材料和复合磁性纳米材料两种。单一磁性纳米材料主要包括氧化铁(Fe3O4)、氧化镍(NiO)、氧化钴(Co3O4)等,它们具有制备简单、成本低、稳定性好等优点,但也存在表面活性差、吸附容量低等缺点。复合磁性纳米材料主要包括磁性碳基纳米材料(如石墨烯、碳纳米管等)、磁性硅基纳米材料(如介孔硅、聚二甲基硅氧烷等)、磁性金属或金属氧化物纳米材料(如金、银、钛等)等,它们具有表面活性好、吸附容量高、选择性强等优点,但也存在制备复杂、成本高、稳定性差等缺点。

  金属-有机框架(MOFs)是一种由金属离子或团簇与有机配体通过配位键连接而成的多孔晶体材料,它们具有结构多样、孔隙可调、比表面积大、功能基团丰富等特点,为dSPE提供了新的选择。MOFs可以根据其组成和结构分为单组分MOFs和混合MOFs两种。单组分MOFs主要包括ZIF-8、MIL-101、HKUST-1等,它们具有结构稳定、孔隙均匀、吸附容量高等优点,但也存在选择性差、易受水分干扰等缺点。混合MOFs主要包括UiO-66-NH2、MIL-101-COOH、ZIF-8@ZIF-67等,它们具有结构多样、孔隙可调、功能基团丰富等优点,但也存在制备复杂、成本高、稳定性差等缺点。

  共价有机框架(COFs)是一种由有机单元通过共价键连接而成的多孔晶体材料,它们具有结构有序、孔隙可设计、比表面积大、化学稳定等特点,为dSPE提供了新的选择。COFs可以根据其组成和结构分为二维COFs和三维COFs两种。二维COFs主要包括TPA-COF、PDA-COF、COF-5等,它们具有结构有序、孔隙可设计、比表面积大等优点,但也存在选择性差、易聚集等缺点。三维COFs主要包括COF-300、COF-320、COF-340等,它们具有结构有序、孔隙可设计、比表面积大、选择性强等优点,但也存在制备复杂、成本高等缺点。

  金属有机聚合物凝胶(MOPGs)是一种由金属离子或团簇与有机配体通过配位键连接而成的多孔凝胶材料,它们具有结构柔性、孔隙可调、功能基团丰富、机械强度高等特点,为dSPE提供了新的选择。MOPGs可以根据其组成和结构分为单组分MOPGs和复合MOPGs两种。单组分MOPGs主要包括Fe-MOPG、Cu-MOPG、Zn-MOPG等,它们具有结构柔性、孔隙可调、功能基团丰富等优点,但也存在选择性差、易受水分干扰等缺点。复合MOPGs主要包括Fe---等,它们具有结构柔性、孔隙可调、功能基团丰富、选择性强等优点,但也存在制备复杂、成本高等缺点。

  金属有机网状材料(MONs)是一种由金属离子或团簇与有机配体通过配位键连接而成的非晶态多孔材料,它们具有结构无序、孔隙不均匀、比表面积小、化学稳定等特点,为dSPE提供了新的选择。MONs可以根据其组成和结构分为单组分MONs和复合MONs两种。单组分MONs主要包括Fe-MONs、Cu-MONs、Zn-MONs等,它们具有结构无序、孔隙不均匀、比表面积小等优点,但也存在选择性差、易受水分干扰等缺点。复合MONs主要包括Fe---等,它们具有结构无序、孔隙不均匀、比表面积小、选择性强等优点,但也存在制备复杂、成本高等缺点。

  功能纳米材料是dSPE中的一种新兴和有前景的固相材料,它们为提高dSPE的效率和灵敏度提供了新的可能。功能纳米材料在dSPE中的应用仍然是一个活跃和发展中的领域,随着新型功能纳米材料的发现和新型dSPE技术的发展,功能纳米材料在dSPE中的应用将会有更多的创新和进步,为各个领域的分析检测提供更多的支持和保障。返回搜狐,查看更多

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