室温合成磁性羟基化共轭微孔聚合物用于高效萃取痕量苯甲酰脲类杀虫剂

为解决复杂基质中苯甲酰脲类杀虫剂(BUs)检测面临的基质干扰、痕量富集和环境友好性难题，研究人员开发了一种室温合成的磁性羟基化共轭微孔聚合物(Fe3O4@OH-CMPs)，通过π-π堆积和O-H···F氢键作用实现对6种BUs的高效富集。该方法检出限低至0.19-1.2 ng·L-1，回收率达71.7-112.4%，为食品和环境安全监测提供了新策略。

　　

在农业生产中广泛使用的苯甲酰脲类杀虫剂(BUs)，虽然具有高效低毒的特性，但其长期残留可能通过食物链累积，引发内分泌干扰等健康风险。各国对茶叶、水果等农产品设定了严格的最大残留限量(MRLs)，例如中国GB 2763-2021标准要求水果中BUs残留需控制在0.3-5 mg/kg。然而，复杂基质干扰和痕量检测需求使得现有分析方法面临巨大挑战。

暨南大学的研究团队在《Journal of Chromatography A》发表研究，创新性地将三嗪单元与羟基功能团引入共轭微孔聚合物(CMPs)，在室温下通过Sonogashira-Hagihara反应合成了具有351.9 m²·g^-1比表面积的Fe₃O₄@OH-CMPs磁性材料。该研究采用密度泛函理论(DFT)计算和X射线光电子能谱(XPS)验证了吸附机制，并优化了磁性固相萃取(MSPE)参数，最终建立了水样、果汁和茶叶中6种BUs的检测方法。

关键技术方法
研究通过室温Sonogashira-Hagihara反应构建CMPs骨架，采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和氮气吸附-脱附验证材料结构；利用DFT计算模拟BUs与材料的相互作用位点；优化了吸附时间、pH值等MSPE条件；采用高效液相色谱-质谱联用(LC-MS)进行定量分析。

研究结果

1. 材料表征：FTIR显示3280 cm^-1处-C≡CH特征峰消失，证实TEPT与HTIB单体成功聚合。磁性测试表明Fe₃O₄@OH-CMPs饱和磁化强度达35.7 emu·g^-1，可实现快速磁分离。

2. 吸附机制：DFT计算揭示BUs通过三重作用力被捕获：三嗪单元与苯环的π-π堆积(-8.21 kcal/mol)、羟基与氟原子的O-H···F氢键(-5.43 kcal/mol)、以及CMPs孔道的尺寸筛分效应。

3. 方法验证：对水样、橙汁和绿茶样本的加标回收实验显示，六种BUs的回收率在71.7-112.4%之间，相对标准偏差(RSD)低于9.8%，检出限显著低于日本和中国MRLs标准。

结论与意义
该研究开创性地将CMPs的共价稳定性和功能可设计性应用于样品前处理领域，解决了传统吸附材料合成温度高、结构不可控的瓶颈问题。Fe₃O₄@OH-CMPs兼具室温合成环保性、磁性分离便捷性和特异性吸附优势，为复杂基质中痕量污染物的监测提供了普适性方法。特别值得注意的是，材料经过10次循环使用后吸附效率仍保持92%以上，展现出良好的工业化应用前景。这项工作不仅为食品安全监管提供了新工具，也为功能化磁性材料的理性设计提供了理论参考。