基于MOF-74(Co)@Fe3O4纳米复合材料的微电机驱动磁微固相萃取技术用于环境样品中Pb(II)和Cu(II)的高效检测

《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》：Micromotor-based magnetic micro-solid phase extraction (μM-Mμ-SPE) of Pb(II) and Cu(II) from environmental samples using MOF-74 (Co)@Fe 3O 4 nanocomposite

本文开发了一种新型微电机驱动磁微固相萃取（μM-Mμ-SPE）技术，结合MOF-74(Co)@Fe3O4纳米复合材料作为吸附剂-纳米电机，实现了环境样品中Pb(II)和Cu(II)的高效分离富集。该方法通过H2O2催化产生微气泡驱动吸附剂运动，显著提升传质效率，具有操作简便、快速灵敏等优势，为重金属污染监测提供了创新解决方案。

　　

亮点

FT-IR光谱

傅里叶变换红外光谱证实了复合材料中有机和无机组分的成功整合，通过金属-氧（M-O）、O-C-O和C–H振动的特征峰得以验证。MOF-74(Co)的红外光谱（图2蓝色谱线）显示，在1354 cm^?1和1574 cm^?1处出现的强峰归属于MOF-74(Co)中羰基（O-C-O）的对称和不对称伸缩振动。C–H键的弯曲振动峰出现在…（此处省略具体峰位描述）。Fe₃O₄@MOF-74(Co)的红外光谱（红色谱线）中，580 cm^?1处的特征峰对应Fe–O键的伸缩振动，而1354 cm^?1和1574 cm^?1处的峰表明MOF结构成功负载于磁性纳米颗粒上。

结论

通过水热-溶胶凝胶法成功合成新型纳米复合材料MOF-74(Co)@Fe₃O₄，并验证其可用于水、烟草及食品样品中痕量Pb(II)和Cu(II)的萃取。该复合材料通过FT-IR、XRD、FE-SEM、EDX、BET、TGA及电化学技术表征。在优化pH、吸附剂用量等参数后…（此处省略后续优化细节）。该方法对Pb(II)和Cu(II)的检测限低至…，且具有良好的精密度与准确度，凸显其在环境分析中的应用潜力。

局限性、建议与未来展望

尽管本研究开发的μM-Mμ-SPE方法在检测限、溶剂消耗量及实际样品适用性等方面优于同类研究，但仍存在局限：例如依赖H₂O₂作为微电机燃料可能引入生物相容性风险；MOF材料在极端pH或复杂基质中的稳定性需进一步优化。未来可探索生物友好型燃料（如酶催化体系）或开发可再生吸附剂，以拓展其在生物医学领域的应用。