苯脲类除草剂(PUHs)广泛用于多种作物,包括谷物、水果和蔬菜,以清除杂草。然而,由于这些除草剂的广泛使用,其残留物可能对生物和环境造成潜在危害,因此不容忽视[[1], [2], [3]]。为了更好地保护人类健康和生态系统安全,欧盟对个别PUHs制定了严格的标准,饮用水中的最大残留限量(MRL)为0.1 μg/L,食品中的最大残留限量(MRL)为0.01-0.05 mg/kg [4]。因此,开发灵敏且高效的分析方法来检测PUHs对于保护人类健康和生计至关重要。
农药残留物的有效分离和定量通常通过高效液相色谱(HPLC)和气相色谱(GC)实现。然而,由于PUHs的热不稳定性,在GC分析时需要预先进行衍生化处理[5,6]。另一方面,HPLC适用于检测热不稳定的化合物,因此常被选用[7]。但由于样品基质的复杂性和农药残留浓度较低,通常需要样品预处理步骤[[8], [9], [10]]。
已有多种样品预处理技术用于不同基质中PUHs的测定[[11], [12], [13]]。其中,固相萃取(SPE)因其溶剂消耗低、效率高、操作方便和所需时间少等优点而受到广泛关注[14]。在SPE中,填充在色谱柱中的吸附剂对吸附效果起着关键作用,这决定了萃取的有效性[15]。因此,开发一种新型的高效吸附剂以吸附PUHs具有重要意义。
迄今为止,已有几种多孔材料被用于除草剂的吸附,如金属有机框架(MOFs)[8,16,17]、共价有机框架(COFs)[3,18]和多孔有机聚合物(POPs)[6,19]。作为新兴的多孔材料类别,POPs因其可调节的结构和功能特性而备受关注[20]。由于其显著的孔结构和大的比表面积,POPs在吸附性能方面表现出色。这些优势使POPs在吸附剂材料中占据重要地位。超交联聚合物(HCPs)作为POPs家族中发展迅速且应用广泛的成员之一,以其稳定的物理化学性质、简单的制备过程和低生产成本而闻名[21]。一些HCPs已被开发用于不同样品中PUHs残留物的分析。例如,王等人采用绿色合成方法制备了一种羟基化的HCP,用于水样中PUHs的吸附[22];郭等人和赵等人[6]通过Friedel-Crafts反应制备了功能化的HCP,作为SPE吸附剂用于从某些蔬菜样品中富集PUHs[23]。
最近,具有三维结构单体的聚合物越来越受到关注,并对某些分析物表现出良好的吸附效果[24]。多面体寡硅氧烷(POSS)是一种独特的三维(3D)纳米结构块,由硅和氧原子以立方结构连接而成[25],由于其独特的三维结构和优异的物理化学性质,在材料科学领域引起了广泛关注[26]。可以预期,某些化学改性的POSS材料有望作为分离科学中的吸附剂。
本研究通过Friedel-Crafts反应制备了一种笼状杂环多孔超交联聚合物(OPS/BCM-HCP),以八苯基POSS(OPS)作为单体,联苯-p-二氯苯基(BCM)作为交联剂,用于富集某些PUHs。结果表明,OPS/BCM-HCP对PUHs具有良好的吸附效果。利用OPS/BCM-HCP作为吸附剂,开发了一种有效的SPE方法,用于从水、卷心菜和白萝卜样品中提取PUHs,然后进行HPLC-紫外光谱(HPLC-UV)检测。