卤素功能化磁性共价有机框架的构建及其对内分泌干扰物的高效吸附机制研究

针对环境中内分泌干扰物(EDCs)的去除难题，研究人员通过预修饰策略设计了一系列卤素功能化磁性共价有机框架(Fe3O4@COF@R)。研究发现溴原子修饰的Fe3O4@COF@Br对四溴双酚A(TBBPA)吸附量达380 mg g?1，DFT计算揭示其吸附能达-158.3 kcal mol?1，在环境与食品样品中回收率达83.7–100.9%，为EDCs治理提供了新型高效吸附材料。

　　

论文解读
在塑料制品泛滥的现代社会，双酚类内分泌干扰物(EDCs)正通过食品包装、医疗器械等途径悄然侵入人体。这些"隐形杀手"即便在微量浓度下也能干扰激素系统，而传统吸附材料难以兼顾高效性与选择性。更棘手的是，随着双酚A(BPA)逐渐被毒性更强的四溴双酚A(TBBPA)等替代物取代，开发新型吸附剂迫在眉睫。

中国的研究团队创新性地将卤素化学与共价有机框架(COF)技术结合，通过超声辅助法在2小时内快速合成了系列卤素功能化磁性COF(Fe₃O₄@COF@R)。与传统耗时3-6天的溶剂热法相比，该方法大幅提升了合成效率。研究人员采用预修饰策略，在胺单元边缘引入氯、溴、碘等卤素原子，通过增强苯环电子云密度强化π-π相互作用，同时建立卤键作用新位点。

关键技术方法
研究采用超声辅助Schiff碱反应构建COF骨架，通过密度泛函理论(DFT)计算吸附能，结合磁固相萃取(MSPE)技术处理城市水、湖水、牛奶和食醋等实际样品。表征手段包括X射线光电子能谱(XPS)和氮气吸附-脱附测试等。

研究结果
Results and discussion
溴修饰材料(Fe₃O₄@COF@Br)展现出最优性能，对TBBPA吸附量达380 mg g^?1，DFT计算证实其吸附能(-158.3 kcal mol^?1)显著高于其他变体。电子性质分析表明，卤素原子通过诱导效应增强苯环电子密度，溴原子因平衡空间位阻与电子效应成为最佳修饰基团。

Conclusion
研究证实卤素功能化可精准调控COF电子结构，溴原子修饰使材料兼具大比表面积(812 m² g^?1)与强相互作用位点。在实际样品中，该材料对多种EDCs的去除率超过83.7%，相对标准偏差(RSD)低于6.3%，验证了其工程应用潜力。

这项发表于《Food Chemistry》的研究突破性地将卤素化学引入COF设计，不仅为环境污染物治理提供新思路，其快速合成策略更推动了绿色化学发展。特别是提出的"电子云密度-卤键协同"机制，为新型吸附材料设计提供了理论范式，在食品安全和环境污染防控领域具有重要应用价值。