مروری بر جاذب های مبتنی بر چندسازه‌های حاوی چارچوب های آلی کووالانسی در روش های استخراج
محورهای موضوعی : پليمرها و نانوفناوریمحمد جواد آقاجانی 1 , میلاد غنی 2 , جهانبخش رئوف 3
1 - دانشگاه مازندران
2 - شیمی
3 - دانشگاه مازندران
کلید واژه: چارچوب های آلی کووالانسی, چارچوب‌های آلی کووالانسی عامل‌دار, آماده‌سازی نمونه, ریز استخراج فاز جامد, جاذب,
چکیده مقاله :
چارچوب‌های آلی کووالانسی، به دلیل ویژگی‌های ذاتی قابل‌توجه، مانند سطح ویژه بالا و اندازه منافذ قابل تغییر و نیز پایداری زیاد، به‌عنوان گروهی از چارچوب‌های آلی متخلخل مورد استفاده قرار گرفته‌اند. همچنین، انعطاف پذیري بالا بوده که با تولید چارچوب های آلی کووالانسی عامل دار یا چندسازه های مبتنی بر آنها، می‌توان تغییرات عمده ای در خواص فیزیکی وشیمیایی آنها ایجاد کرد. در این مقاله، چنددسته مهم از چارچوب‌های آلی کووالانسی، از نظر طراحی و روش های ساخت آن ها مورد بررسی قرار می‌گیرند. همچنین، هم افزایی چارچوب‌های آلی کووالانسی با مواد دیگر، مانند انواع مختلف نانوذرات مغناطیسی، فلز/اکسید فلز، سیلیس، نانوموادکربنی، پلیمرها، پلی‌اکسومتالات‌ها و چارچوب‌های فلز-آلی، مطالعه می‌شوند. در نهایت، کاربردهای اخیر چارچوب‌های آلی کووالانسی به‌عنوان جاذب کارامد در روش های آماده‌سازی نمونه از جمله استخراج فاز جامد، استخراج فاز جامد پخشی، استخراج فاز جامد مغناطیسی و ریز استخراج فاز جامد ليفی با تأکید بر عوامل مهمی که منجر به افزایش بازده استخراج می شود، بررسی خواهد شد. علاوه بر این، چالش ها و موانع موجود در این رویکردها نیز مورد بحث قرار خواهد گرفت.
Covalent organic frameworks have been used as a group of porous organic frameworks due to their remarkable intrinsic properties, such as high specific surface area and variable pore size as well as high stability. Also, they are flexible that by producing functional covalent organic frameworks or polystructures based on them, major changes in their physical and chemical properties can be made. In this article, several important groups of covalent organic frameworks are examined in terms of their design and manufacturing methods. Also, synergism of covalent organic frameworks with other materials, such as different types of magnetic nanoparticles, metal/metal oxide, silica, carbon nanomaterials, polymers, polyoxometalates and metal-organic frameworks are studied. Finally, recent applications of covalent organic frameworks as efficient adsorbents in sample preparation methods such as solid phase extraction, diffusion solid phase extraction, magnetic solid phase extraction and fibrous solid phase microextraction with emphasis on important factors that lead to increased efficiency It will be extracted and will be checked. Investigations have shown that hybrid formation of organic-covalent frameworks and other compounds, including polymers, can be effective in improving the performance of these compounds. It is important to note that an essential step during the synthesis of covalent organic frameworks is their design concept. The purpose of design is the specific orientation of covalent bonds between the functional groups of constituents (node and linker), types of bonds and types of topologies with pore sizes that require engineering. In addition, the challenges in these approaches will also be discussed.
1. Xia Z., Zhao Y., & Darling S.B., Covalent Organic Frameworks for Water Treatment, Advanced Materials Interfaces, 8, 2170005, 2021.
2. Chen R., Shi J., Ma Y., Lin G., Lang X., & Wang C, Designed Synthesis of a 2D Porphyrin‐Based sp2 Carbon‐conjugated Covalent Organic Framework for Heterogeneous Photocatalysis, Angewandte Chemie International Edition, 58, 6430-6434, 2019.
3. Chen Y., Li W., Wang X.H., Gao R.Z., Tang A.N., & Kong D.M, Green Synthesis of Covalent Organic Frameworks Based on Reaction Media, Materials Chemistry Frontiers, 5, 1253-1267, 2019.
4. Lohse M.S., & Bein T., Covalent Organic Frameworks: Structures, Synthesis, and Applications, Advanced Functional Materials, 28, 1705553, 2018.
5. Lu J., Wang R., Luan J., Li Y., He X., Chen L., & Zhang Y., A Functionalized Magnetic Covalent Organic Framework for Sensitive Determination of Trace Neonicotinoid Residues in Vegetable Samples, Journal of Chromatography A, 1618, 460898, 2020.
6. Zhang M., Li J., Zhang C., Wu Z., Yang Y., Li J., Fu F., & Lin Z, In-situ Synthesis of Fluorinated Magnetic Covalent Organic Frameworks for Fluorinated Magnetic Solid-phase Extraction of Ultratrace Perfluorinated Compounds from Milk, Journal of Chromatography A, 1615, 460773, 2020.
7. Huang J., Liu X., Zhang W., Liu Z., Zhong H., Shao B., Liang Q., Liu Y., Zhang W., & He Q., Functionalization of Covalent Organic Frameworks by Metal Modification: Construction, Properties and Applications, Chemical Engineering Journal, 404, 127136, 2021.
8. Wang J., Yang X., Wei T., Bao J., Zhu Q., & Dai Z, Fe-Porphyrin-based Covalent Organic Framework as a Novel Peroxidase Mimic for a One-pot Glucose Colorimetric Assay, ACS Applied Bio Materials, 1, 382-388, 2018.
9. Rahmati Z., Khajavian R., & Mirzaei M, Anisotropy in Metal–organic Framework Thin Films, Inorganic Chemistry Frontiers, 8, 3581-3586, 2021.
10. Li W.T., Shi W., Hu Z.J., Yang T., Chen M.L., Zhao B., & Wang J.H, Fabrication of Magnetic Fe3O4@ Metal Organic Framework@ Covalent Organic Framework Composite and its Selective Separation of Trace copper, Applied Surface Science, 530, 147254, 2020.
11. Jin E., Li J., Geng K., Jiang Q., Xu H., Xu Q., & Jiang D., Designed Synthesis of Stable Light-emitting Two-dimensional sp2 Carbon-conjugated Covalent Organic Frameworks, Nature communications, 9, 1-10, 2018.
12. Zhang C., Yuan H., Lu Z., Li Y., Zhao L., Zhang Z., & Li G., β‐Ketoenamine‐linked Covalent Organic Framework Absorbent for Online Micro‐solid Phase Extraction of Trace Levels Bisphenols in Plastic Samples, Journal of Separation Science, 45, 1493-1501, 2022.
13. Hong Z., Dong, Y., Wang R., & Wang G., Evaluation of a Porous Imine-based Covalent Organic Framework for Solid-phase Extraction of Nitroimidazoles, Analytical Methods, 14, 627-634, 2022.
14. Wang R., Li C., Li Q., Zhang S., Lv F., & Yan Z, Electrospinning Fabrication of Covalent Organic Framework Composite Nanofibers for Pipette Tip Solid Phase Extraction of Tetracycline Antibiotics in Grass Carp and Duck, Journal of Chromatography A, 1622, 461098, 2020.
15. Li W.-T., Hu Z.-J., Meng J., Zhang X., Gao W., Chen M.-L., & Wang J.-H., Zn-based Metal Organic Framework-covalent Organic Framework Composites for Trace Lead Extraction and Fluorescence Detection of TNP, Journal of Hazardous Materials, 411, 125021, 2021.
16. Gao Y., Gao M., Chen G., Tian M., Zhai R., Huang X., Xu X., Liu G., & Xu D., Facile Synthesis of Covalent Organic Frameworks Functionalized with Graphene Hydrogel for Effectively Extracting Organophosphorus Pesticides from Vegetables, Food Chemistry, 352, 129187, 2021.
17. Hansen F.A., & Pedersen-Bjergaard S., Emerging Extraction Strategies in Analytical Chemistry, Analytical chemistry, 92, 2-15, 2019.
18.Wang Z., He M., Chen B., & Hu B, Triazine Covalent Organic Polymer Coated Stir Bar Sorptive Extraction Coupled with High Performance Liquid Chromatography for the Analysis of Trace Phthalate Esters in Mineral Water and Liquor Samples, Journal of Chromatography A, 1660, 462665, 2021.
19. Chen A., Guo H., LuanJ., Li Y., He X., Chen L., & Zhang Y., The Electrospun Polyacrylonitrile/covalent Organic Framework Nanofibers for Efficient Enrichment of Trace Sulfonamides Residues in Food Samples, Journal of Chromatography A, 1668, 462917, 2022.