β-环糊精金属有机骨架材料HPLC手性柱拆分噁唑禾草灵

合成了以β-环糊精和间羧基苯磺酰氯为有机配体、钾离子为配位离子的金属有机骨架材料(MOF)键合在高效液相色谱硅珠上,构建了高效液相色谱(HPLC)手性固定相(β-CD-MOF-P20@SiO_(2))新型材料,以此作为HPLC固定相,在反相色谱模式下,以乙酸铵-三乙胺/乙酸缓冲液和乙腈为流动相,优化流动相配比、缓冲液pH值、浓度和流速等色谱条件,获得了噁唑禾草灵两对映体最佳分离度,可达9.89。两对映体色谱峰响应信号与消旋体浓度在6.20×10^(-6)~2.99×10^(-4) mol/L范围内的线性相关性好(r=0.996 2~0.999 9),该MOF材料为噁唑禾草灵单一对映体定性、定量及制备提供了新方法。

β-环糊精金属有机骨架材料的合成及对阿奇霉素的包合研究

为了利用可食用的β-环糊精合成一种新型的可降解、对人体没有毒副作用的金属有机骨架化合物(CD-MOF),利用溶剂热方法,采用分子自组装合成了一种新型的金属有机骨架化合物,分子式为K(C42H64O35)·11H2O.通过元素分析、IR光谱、X-射线粉末衍射和X-射线单晶衍射对其进行了结构表征.分析表明,该晶体属于单斜晶体,P21空间群,晶胞参数a=15.235(5)A。,b=10.594(5)A。,c=20.241(5)A。,α=γ=90.000°,β=108.180°,V=3 103.8(19)A。3.以包合率为指标,设计4因素3水平的正交试验筛选制备阿奇霉素K-CD-MOF包合物的最佳制备工艺.结果表明主客体摩尔比为1∶1、包合温度为40℃,滴加时间为20 min,包合时间为2 h为最佳制备工艺,包合率最高,包合率可以达到(33.91±1.2)%.

γ-环糊精-金属有机骨架负载黄芪甲苷的制备及其性质研究

目的 以γ-环糊精-金属有机骨架(CD-MOF)为载体制备载黄芪甲苷(AST)的AST@CD-MOF并研究其对AST溶解度、溶出速率、稳定性及A549细胞凋亡的影响。方法 以溶剂孵育法将AST负载于CD-MOF中,采用环境扫描电子显微镜、氮气吸附脱附等手段表征AST@CD-MOF的形貌和吸附特性,同时对AST@CD-MOF的溶解度、溶出速率、稳定性及诱导A549细胞凋亡能力进行考察,并与环糊精包合物(AST@γ-CD)和原料药进行对比。结果 制备得到的AST@CD-MOF形貌呈均一的立方晶体,粒径约为140 nm,优化后的AST@CD-MOF载药量为(32.29±2.57)%,且具有良好的稳定性;AST@CD-MOF中AST的溶出速率和累计溶出百分率均得到显著提升,在6 h内的累计释放率达到80%以上;AST@CD-MOF诱导细胞的总凋亡比率可达68.18%,显著高于游离AST和AST@γ-CD。结论 CD-MOF显著提高了AST的水溶性和溶出速率,增强了AST诱导A549细胞凋亡的能力。

基于β-环糊精的金属有机骨架材料的合成研究

采用蒸汽扩散法制备了新型的具有生物相容性的金属有机骨架化合物(Na-β-CD-MOFs),利用X-射线单晶衍射仪对Na-β-CD-MOFs结构进行检测并解析,分析表明该晶体属于单斜晶体,P21空间群,分子式为C42H76O42 Na,a=14.713 3(13)×10^-10 m,b=15.314 8(13)×10^-10 m,c=15.016 9(13)×10^-10 m,β=117.797(3)°,α=γ=90.000°,V=2 993.31(50)×10^-10 m^3。然后通过XRD、SEM、FT-IR、TG进行表征,表明Na-β-CD-MOFs中保留了环糊精骨架,具有多孔道三维网状结构。

迷迭香黄酮的微波提取及其β-环糊精钾金属有机骨架材料包结物稳定性研究

目的:研究迷迭香黄酮的微波提取工艺及其β-环糊精钾金属有机骨架材料包结物(RF-K-CD-MOF)的稳定性。方法:通过单因素实验和响应面法确定微波辅助提取迷迭香黄酮的最佳条件;采用D101大孔树脂纯化迷迭香黄酮,并通过高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)进行评价;采用溶液包覆法制备RF-K-CD-MOF。结果:最佳提取条件为:乙醇体积分数45%,液料比40∶1 (m L∶g),微波温度77℃,微波功率500 W,提取时间7 min。在此条件下,总黄酮得率为7.88%,黄酮的纯度为30%。纯化后的黄酮纯度由30%提高到70%。黄酮的包结率为87.9%。包埋后迷迭香黄酮的热稳定性及耐酸碱稳定性均有所改善,70℃贮存9 d后,总黄酮保存率从20.9%提高到60.6%;对中性环境下稳定性改善作用最显著,总黄酮保存率从41.69%提高到82.58%。结论:响应面法优化迷迭香黄酮提取工艺高效快捷,大孔树脂纯化迷迭香黄酮效果显著,RF-K-CD-MOF的热稳定性及耐酸碱性明显优于迷迭香黄酮提取物。

金属有机骨架及其衍生材料在电解水和锌-空气电池中的应用

电解水和锌-空气电池(ZABs)技术为解决能源危机、实现碳中和目标开辟了一条新的途径。然而,这些技术的实际应用在很大程度上受到析氢反应(HER)、析氧反应(OER)以及氧还原反应(ORR)缓慢动力学的限制。因此,迫切需要开发高效、稳定的电催化剂有效降低反应过电位,加快电催化反应进程。金属有机骨架(MOFs)由于其灵活可调的组成和精确可控的结构,已成为催化领域研究最广泛的材料之一。本文聚焦于MOFs基电催化剂的制备策略和结构特性,主要介绍它们在电解水和ZABs方面近期的研究进展,并对该领域存在的问题和发展趋势进行了总结和展望。

金属有机骨架ZIF-8材料作为农药载体的研究进展

将农药有效成分负载到适宜的载体材料上,通过对载药颗粒进行修饰赋予药物靶向传输、控制释放等功能,可以提高药效和利用率、延长持效期、降低副效应。金属有机骨架(MOFs)由于其独特的结构特征和功能特性,在农药负载领域受到了广泛的关注。其中,沸石咪唑酸酯骨架-8 (ZIF-8)是MOFs中一种性能优异的材料,具有比表面积大、孔隙率高、稳定性高、制备简单、pH响应及生物相容性好等优点,是一种理想的农药载体材料。本文总结了ZIF-8常见的合成方法以及常用的负载药物方法,重点综述了ZIF-8作为农药载体的研究进展,分析了ZIF-8作为农药载体可能存在的问题和未来的研究方向,为ZIF-8在农药负载领域的研究与应用提供参考。

金属-有机骨架材料的改性修饰及在废水有机物处理中的应用

金属-有机骨架(MOFs)作为一种新兴催化材料,拥有丰富的活性位点和可控的结构,广泛应用于高级氧化技术,在有机废水处理方面展现出巨大潜力。MOFs具有极大的比表面积和数量众多的金属活性位点,能够快速活化氧化剂,产生活性氧自由基,有效去除污染物。为了克服MOFs载流子复合较快、电子转移速率较慢等缺点,进一步提高其催化活性、稳定性等性能,近年来对MOFs材料进行了大量改性修饰研究并取得了丰硕的研究成果。综述了MOFs材料主流的改性修饰方法,包括掺杂外来元素、添加官能团、负载或包覆其他组分、作为前躯体衍生为其他材料等,研究了这些方法对MOFs物相结构、表面特征、催化性能和稳定性等的影响,指出了目前改性MOFs材料在废水有机物处理中面临的问题和挑战。

金属有机骨架衍生碳基材料用于吸附-降解有机污染物的研究进展

随着人类社会发展,抗生素、内分泌干扰物以及染料等持久性有机化合物的频繁使用引发的水环境污染将对人体健康和生态环境造成不可逆的危害。因此,寻找绿色、高效和低成本的污染物处理技术刻不容缓。金属有机骨架(MOFs)衍生碳材料具有结构可控性强、比表面积大、化学稳定性高、表面可功能化等特点,在吸附-降解去除持久性有机污染物领域有着广泛应用。综述了MOFs衍生碳材料的制备过程、性质特点、阐述了其吸附-降解有机污染物的应用。最后探讨了MOFs衍生碳材料在水环境吸附-降解有机污染物应用中面临的挑战,并对其在吸附-降解有机污染物领域的未来研究和应用进行了展望。

金属-有机骨架材料在燃料油催化氧化脱硫中的研究进展

燃料油催化氧化脱硫技术具有反应条件温和、成本低及芳香族硫化合物易于脱除等优点,制备高效的氧化脱硫催化剂一直是该技术的研究难点。金属-有机骨架(MOFs)材料具有金属中心丰富、比表面积大、孔隙度高及孔隙结构多样等优点,近年来基于MOFs材料的氧化脱硫催化剂的合成及其催化性能研究受到广泛关注。综述了氧化脱硫催化剂的研究现状及负载不同金属的MOFs催化剂在燃料油催化氧化脱硫中的应用进展,并展望了其未来的发展方向。

基于金属有机骨架多孔碳材料的分散固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定水中4种酚类内分泌干扰物

酚类内分泌干扰物是一种干扰内分泌系统的外源性物质,其进入生物体后会干扰细胞的正常功能,引起生殖发育毒性,因此亟需开发一种快速、灵敏的分析方法,用于环境水体中酚类内分泌干扰物的检测。本研究采用溶剂热法合成了一种由金属有机骨架衍生的多孔碳材料(UiO-66-C),并将其作为萃取吸附剂来富集水中的4种酚类内分泌干扰物(双酚A、4-叔辛基苯酚、4-壬基酚、壬基酚)。建立了一种分散固相萃取(DSPE)结合超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)测定水中酚类内分泌干扰物的分析方法。通过扫描电子显微镜、X射线衍射及傅里叶变换红外光谱等测试方法对UiO-66-C进行表征,证明了该材料的成功制备。对DSPE条件进行优化,包括UiO-66-C用量、水样pH、吸附时间、洗脱液种类及体积、洗脱时间和离子强度。在最佳实验条件下,4种酚类内分泌干扰物在0.5~100μg/L范围内线性关系良好,方法检出限和定量限分别为0.01~0.13μg/L和0.03~0.42μg/L,日内和日间精密度分别为1.5%~10.6%和6.1%~13.2%。将该方法应用于自来水和地表水的检测,4种酚类内分泌干扰物的加标回收率为77.1%~116.6%;在自来水样品中未检测到4种酚类内分泌干扰物,而在地表水中检测到微量的4-壬基酚和壬基酚,检出水平分别为1.38μg/L和0.26μg/L。该方法具有良好的准确度和精密度,为环境水体中酚类内分泌干扰物的检测提供了一种快速、高效、灵敏的新途径。

基于金属有机骨架材料复合气凝胶的分散固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定水中7种苯氧羧酸类除草剂

苯氧羧酸类除草剂(PCAs)在水体中难以降解,对人类健康和生态环境造成严重威胁,因此亟需建立有效测定水体中痕量PCAs的方法。本文以常温干燥法制备的金属有机骨架/海藻酸钠气凝胶材料MIL-101(Fe)-NH 2/SA作为分散固相萃取的吸附剂,对环境水体中的7种PCAs进行吸附和富集,从萃取条件(气凝胶中MIL-101(Fe)-NH 2与海藻酸钠比例、水样pH、萃取时间)、洗脱条件(洗脱溶剂比例、洗脱时间、洗脱体积)、离子强度(盐度)等方面对萃取效果进行优化,以获得最佳的萃取效果。优化结果显示,吸附剂在12 min内可以对目标物进行完全吸附,用总体积为4 mL的含1.5%甲酸的甲醇洗脱30 s,目标物可以充分解吸。在最优条件下,结合超高效液相色谱-串联质谱法(UHPLC-MS/MS),建立了基于金属有机骨架复合气凝胶测定水体中7种PCAs的新方法。该方法可以呈现良好的线性关系(r^(2)≥0.9986),检出限和定量限分别为0.30~1.52 ng/L和1.00~5.00 ng/L。在低(8 ng/L)、中(80 ng/L)、高(800 ng/L)3个水平下进行精密度试验,日内和日间精密度(以RSD计)分别为6.5%~17.1%和7.4%~19.4%。该方法应用于地表水、海水、垃圾渗滤液的检测中,检出量为0.6~19.3 ng/L;在8、80、800 ng/L 3个水平下进行加标回收试验,回收率为61.7%~120.3%。该方法具有良好的灵敏度、精密度和准确度,为环境水体中苯氧羧酸类物质的痕量检测提供了一种新的检测方法。

MXene/导电金属有机骨架(c-MOF)复合材料的制备及其超级电容器性能研究

为制备电化学性能优异的超级电容器电极材料,采用在MXenes (Ti2CTx)表面原位自组装导电金属有机骨架化合物(c-MOFs)的方法制备Ti2CTx/c-MOF复合材料。考察了Ti2CTx含量对复合材料形貌结构及电化学性能的影响。通过调节Ti2CTx分散液的浓度,来控制Ti2CTx基底的量,从而控制c-MOF在Ti2CTx表面上的生长高度,最终探究出Ti2CTx/c-MOF复合材料的最佳形貌结构。研究表明0.25-Ti2CTx/c-MOF复合材料电极,在0.5 A·g−1电流密度下具有171 F·g−1的质量比电容,约为相同条件下Ti2CTx的2.5倍,c-MOF的1.3倍,展现出优良的储能性能。同时,由该复合材料构建的对称超级电容器,在3 A·g−1的大电流密度下循环充/放电5000次后,比电容保持率为62%,具有良好的稳定性。以上研究为制备新型Ti2CTx/MOF复合材料提供了科学指导和理论依据。

基于锆基荧光金属-有机骨架材料的水体全氟辛烷磺酸的快速筛查

本文以锆基荧光金属-有机骨架材料UiO-66-NH_(2)为传感器,建立了水体全氟辛烷磺酸(PFOS)的快速荧光筛查方法.利用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和荧光光谱等手段对UiO-66-NH_(2)的结构和光学性质进行了分析,并且考察了UiO-66-NH_(2)传感器对PFOS的传感灵敏度、速度和稳定性,及其在实际水体中的可应用性.研究结果显示,UiO-66-NH_(2)与其配体(2-氨基对苯二甲酸/BDC-NH_(2))具有相似的荧光性质,均可在光激发下产生稳定的蓝色荧光,但发光强度明显弱于BDCNH_(2).这是因为UiO-66-NH_(2)中锆与BDC-NH_(2)间的配体-金属电荷转移(LMCT)抑制了BDC-NH_(2)的荧光发光.而PFOS可与UiO-66-NH_(2)锆金属节点发生作用,影响锆与BDC-NH_(2)间的LMCT过程,进而恢复BDC-NH_(2)的荧光,产生荧光“开启”响应.在0.1-4.0 mg·L^(−1)浓度范围内,PFOS浓度与UiO-66-NH_(2)的荧光增强程度呈现良好线性正相关(R^(2)=0.993).UiO-66-NH_(2)对PFOS的检出限为3.46μg·L^(−1)(即0.0069μmol·L^(−1)),低于文献中报道的多数PFOS荧光传感器.UiO-66-NH_(2)还具有较快的PFOS响应速度,在与PFOS作用400 s之内即可达到荧光响应平衡.此外,UiO-66-NH_(2)对PFOS的传感过程基本不受水体常见阴、阳离子的影响,具有良好的可重复利用性,在实际水体筛查中也显示了高加标回收率(95.0%-106.5%),表明基于UiO-66-NH_(2)的荧光法在水体PFOS的快速筛查中具有良好的应用潜能.

改性环糊精金属有机骨架材料对亚甲基蓝吸附性能研究

采用环保合成工艺化学修饰一种羧基化不溶性金属有机骨架材料(γ-CD-MOF-COOH),用于去除低浓度亚甲基蓝染料(MB),对γ-CD-MOF-COOH进行表征,并系统研究其对MB吸附性能。结果表明,γ-CD-MOF-COOH对MB具有良好的去除能力,拟二阶动力学模型可以很好地阐明MB的吸附过程。Sips模型的模拟效果较好,γ-CD-MOF-COOH对MB的最大吸附质量比为335.74 mg/g。热力学分析表明,去除MB的过程是自发的吸热反应。γ-CD-MOF-COOH在经过5次循环再生试验吸附率仍达首次的98%以上,表现出良好的MB去除能力。不同吸附机制之间的协同作用是γ-CD-MOF-COOH对MB去除率较高的原因。

基于功能化金属有机骨架材料ZIF-8@GOx的葡萄糖检测方法

针对当前的葡萄糖检测技术速度不快、灵敏度不高的问题,合成了一种葡萄糖氧化酶功能化的金属有机骨架(metal organic framework materials zeolite imidazole framework-8 for functionalization of glucose oxidase,ZIF-8@GOx)材料,通过添加氯化血红素(Hemin)和鲁米诺(Luminol)试剂,利用化学发光法实现简单、快速的葡萄糖检测。优化实验条件后,ZIF-8@GOx-Hemin-Luminol体系对葡萄糖的检测线性范围为5.0×10^(-6)~1.0×10^(-3)mol/L,检测限为7.2×10^(-7)mol/L。对比其他检测方法,该方法线性范围宽且检测限较低,同时拥有良好的选择性。今后有望将该方法运用于血液及食品中葡萄糖的检测。

玉米芯-环糊精交联复合材料对染料分子的吸附性能

以玉米芯和β-环糊精为原料,通过一锅法制备了玉米芯-β-环糊精复合材料(CB-β-CD),通过FTIR、SEM、BET、热重分析仪对其进行了表征。考察了CB-β-CD对酸性品红(AF)和孔雀石绿(MG)在不同吸附条件下的吸附性能。结果表明,20 mL染料初始质量浓度为30 mg/L,加入10 mg吸附剂,吸附3 h,CB-β-CD对MG和AF的最大吸附量分别为52.16 mg/g和58.04 mg/g。MG在碱性条件下更有利于吸附剂的吸附,AF在酸性条件下更有利于吸附剂的吸附。AF和MG的吸附更符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,整个吸附过程以单分子层化学吸附为主。经过5次循环使用,该材料的吸附性能仍可达到90%以上。

基于碱金属钾的β-环糊精金属有机骨架的合成研究

通过优化后的甲醇蒸汽扩散法合成了一种新型基于β-环糊精有机分子和碱金属(K+)配位的金属有机框架(β-CD-MOF1),并进行了扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、粉末衍射(XRD)、热重(TG)表征;单晶X射线衍射分析表明β-CD-MOF1具有碗状孔隙和“8”型双通道三维构型,属于单斜晶系,P21空间群,分子式为C_(42)H_(72)O_(40)K,a=15.2330(11)×10^(-10) m,b=10.6004(8)×10^(-10) m,c=20.3014(14)×10^(-10) m,α=90°,β=108.739°(2),γ=90°。β-CD-MOF1在保留了β-环糊精的空腔结构的基础上,由K—O键的配位连接形成了有序排列的三维多孔框架。β-CD-MOF1有望成为一种新型的多功能绿色晶体材料。

β-环糊精基金属有机框架材料的制备 及其对重金属离子的吸附

为获得成本较低、绿色环保和优良吸附特性的重金属吸附材料,采用水热法合成了β-环糊精(β-CD)基金属有机骨架材料(β-CDMOF);利用柠檬酸(CA)作为交联剂,制备了一系列具有良好水稳定性的β-CD基吸附剂(β-CDMOF/CA)。并以印染废水中主要的重金属离子Sb(Ⅲ)、Pb(Ⅱ)为吸附对象,探讨了吸附剂对2种重金属离子的吸附性能。结果表明,当CA用量为β-CDMOF质量的3倍时,所制备的吸附剂β-CDMOF/CA(1∶3)对2种金属离子的吸附容量最高,吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,均遵循准二级动力学方程,即化学吸附;当Sb(Ⅲ)、Pb(Ⅱ)溶液pH值分别为6和5时,β-CDMOF/CA(1∶3)对它们的饱和吸附量分别达到515.46和591.71 mg/g;经过5次吸附-解吸附后,β-CDMOF/CA(1∶3)对Sb(Ⅲ)、Pb(Ⅱ)的去除率仍高于75%,具有稳定的循环吸附性能。

磁性金属有机骨架材料FeMPC的制备及其吸附性能研究

首先采用水热合成法制备金属有机骨架材料MIL-101(Fe),然后通过煅烧MIL-101(Fe)制备磁性金属有机骨架材料FeMPC,并用于吸附染料废水中的亚甲基蓝。使用扫描电镜、透射电镜、红外光谱等对制备的材料进行表征,考察FeMPC用量、振荡时间、pH等因素对吸附性能的影响。实验结果表明:当FeMPC用量为25 mg、振荡时间为70 min、溶液pH为8时,FeMPC对亚甲基蓝的吸附效果较好,吸附量为15.24 mg/g,吸附率为84.69%,材料重复使用次数不超过5次时能保持一定的吸附效果;FeMPC对亚甲基蓝的等温吸附符合Langmuir模型,吸附过程符合准二级动力学模型,属于化学吸附。