功能性印迹复合材料的靶向设计及其在新型溴代阻燃剂选择性识别中的应用

This project is aimed primarily at the high concern persistent organic pollutants (POPs), especially at the fewer study and the larger production and consumption of new brominated flame retardants (BFRs) (including polybrominated diphenyl ethers, PBDEs; tetrabromobisphenol A, TBBPA; hexabromocyclododecane, HBCD), the project intends to take advantage of the new preparation techniques (such as free radical polymerization of chain polymerization, stepwise polymerization of sol-gel, surface molecular imprinting technology, nuclear-shell emulsion polymerization, dummy template method, and so on), novel materials (such as OMS, graphene, MOFs, Fe3O4, etc.) and imprints method, then proceed the targeting design of a series of new functional imprinted composites. These new materials will be applied to the separation and enrichment and detection of new BFRs in the actual environment and biological samples. The preparation condition, static adsorption performance, dynamic solid phase extraction performance, specific separation and enrichment performance in multimedia (atmospheric, water, soil, sediment, etc.) environment (biological) and the behavior and mechanism of specific identification to new BFRs about the functionalized imprinted composite materials are systematically studied. This project further discusses the pollution characteristics and time trend of BFRs for special geographical conditions, and provides the data base and technical support for the environmental risk assessment and pollution control of typical POPs in semi-arid areas, and supplied the scientific basis for the migration and transformation of new BFRs in the environment.

针对目前关注度高的持久性有机污染物（POPs），特别是研究较少、生产和用量较大的三类新型溴代阻燃剂BFRs（多溴联苯醚PBDEs，四溴双酚A TBBPA，六溴环十二烷HBCDs），本项目拟利用新型的制备技术和新材料（如有序介孔硅材料（OMS）、石墨烯、金属有机骨架聚合物（MOFs）、Fe3O4等）与印迹技术相结合，靶向设计一系列新型功能性印迹复合材料，并将其运用到实际环境和生物样品中新型BFRs的分离富集与检测。对功能化印迹复合材料的制备条件、静态吸附性能、动态固相萃取性能、在多介质（大气、水体、土壤、沉积物等）环境（生物）样品中的特异性分离富集性能以及识别新型BFRs的行为和机理进行系统研究。进一步探讨特殊地理条件下BFRs的污染特征及时间变化趋势，为半干旱地区典型POPs的环境风险评价及污染治理提供数据基础和技术支持，为新型BFRs在环境中的迁移和转化行为提供科学依据。

持久性有机污染物（Persistent organic pollutants，POPs）由于其在环境介质中的持久性、生物富集性、长距离迁移能力、对区域和全球环境的不利影响以及毒性作用而受到广泛关注。对于其分析方法、环境行为、毒性及生态风险的研究成为近十年环境科学领域研究的一个重要热点问题。本项目针对目前关注度高的，特别是研究较少、生产和用量较大的三类新型溴代阻燃剂BFRs（多溴联苯醚PBDEs，四溴双酚A TBBPA，六溴环十二烷HBCDs），利用新型的制备技术和新材料（如有序介孔硅材料（OMS）、石墨烯、金属有机骨架聚合物（MOFs）、Fe3O4等）与印迹技术相结合，靶向设计一系列新型功能性印迹复合材料，并将其运用到实际环境和生物样品中新型BFRs的分离富集与检测。对功能化印迹复合材料的制备条件、静态吸附性能、动态固相萃取性能、在多介质（大气、水体、土壤、沉积物等）环境（生物）样品中的特异性分离富集性能以及识别新型BFRs的行为和机理进行系统研究。进一步探讨特殊地理条件下BFRs的污染特征及时间变化趋势，为半干旱地区典型POPs的环境风险评价及污染治理提供数据基础和技术支持，为新型BFRs在环境中的迁移和转化行为提供科学依据。并且将一系列复合材料，如金属有机骨架材料（MOFs），多孔有机聚合物（MOPs），共价有机骨架材料（COFs），中空多壳层结构（HOMs）等用作固相萃取（SPE），基质分散固相萃取（MSPE）的吸附剂和固相微萃取（SPME）的涂层，探索了QuEChERS法、分散液液微萃取（DLLME）、微波辅助萃取（MAE）等样品前处理技术在POPs分离、富集等方面的应用。另外，将MOFs的复合材料用作修饰电极，利用电化学的方法对环境中重金属离子的分析测定及去除吸附机理进行了研究。.项目执行期内申请到甘肃省自然科学基金项目1项，兰州市人才创新创业项目1项，发表SCI论文19篇，国内核心论文4篇，会议论文32篇，授权发明专利4项，培养9名硕士研究生（毕业），在读博士研究生3名，在读硕士研究生7名（详见人才培养情况）。