农业农村部蔬菜质量安全控制重点实验室在双层MOFs结构调控和和MOFs型SPE柱研发方面取得重要进展

       近日，农业农村部蔬菜质量安全控制重点实验室在双层MOFs结构调控和MOFs型SPE柱研发方面取得重要进展，相关成果发表在国际SCI期刊Journal of Advanced Research（10.1016/j.jare.2020.03.013）上，并成功研制了果蔬农药残留MOFs型净化柱产品IVF-MC-1。
       构筑高稳定性和形貌规则的MOFs材料并使其在各种应用场景中保持优越的物理化学活性一直是MOFs领域中的研究热点和难点。在前期研究中，本实验室通过在MOFs合成体系中分别引入有机功能识别分子、零维纳米颗粒、一维碳纳米管和二维石墨烯纳米片，制备了多种功能化的三维MOFs纳米复合材料，构建了农药多残留的高效前处理技术，实现了蔬菜产品中农药残留风险因子的快速筛查。
        然而，多组分基元杂化策略虽然赋予了MOFs复合材料丰富的表面活性位点、提高了孔隙率和吸附性能、增加了传质速率，但是同时也改变了合成体系的自由度，产生了更多的无序结构，引发了MOFs的空间塌陷或堆积。针对上述问题，本实验室将研究重点集中在MOFs材料的可控制备和功能精确调控方面，通过合理设计选择有机配体和金属活性中心，精细调节主客体相互作用，成功制备了ZIF-8@ZIF-67双层MOFs，利用纳米材料物理化学表征技术深入研究了其农药吸附识别性能和静态/动态传质机制，进而构建了农药污染控制去除技术和快速前处理技术，为扩展MOFs基础理论和技术应用奠定了研究基础。
       结合实验室近四年来在MOFs/农药互作机制方面的研究成果和蔬菜质检中心在农残检测方面积累的十几年研究经验，本实验室借助MOFs材料的界面超疏水/亲水识别特性，成功研发了果蔬农药残留MOFs型净化柱产品。该前处理柱可特异吸附去除果蔬乙腈提取液中的离子、多糖、色素、蛋白等杂质，显著降低基质干扰，大幅度缩短前处理时间、降低实验成本，有效提高农药残留前处理方法的回收率、准确度和重现性。
       以上工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家大宗蔬菜产业技术体系、中国农业科学院农业科技创新工程等的支持。