（通讯员 卢志衡）近日，农药毒理团队研究成果以“Magnetic MXene based metal organic frameworks composites: synthesis, characterization and application”为题在Journal of Environmental Chemical Engineering上发表。该研究合成了一种既可抑制稻瘟病病菌（Magnaporthe grisea Barr.）又可以吸附去除稻田残留农药的磁性MOF复合材料。
研究人员结合二维无机化合物MXene和金属有机骨架Zn-MOF-74合成了一种兼具吸附及抗菌能力的多功能磁性复合材料Fe3O4@MXene@MOF-74。经FT-IR，TEM，SEM，XRD，VSM，BET，TG等一系列表征分析，证实该材料具有稳定的化学结构，表面富含大量的官能团，可以快速分散在水环境中。基于该材料建立了稻田生态系统中4中三唑类杀菌剂多残留的去除方法，在取自三个省市的稻田水样加标实验中，对目标药剂去除效率高达90 %以上。重复利用性实验证实，该材料连续五次吸附-解吸循环后，仍可以保持稳定的结构，对目标杀菌剂仍具有较高的去除率。此外，在复合材料生物活性研究方面发现，该材料对稻瘟病菌病菌表现出明显的抑制作用，表明该材料对稻田常见病害的防治具有较好的潜力。该研究对稻田生态系统中农药残留净化去除以及多功能吸附剂的开发具有重要意义。
图1 磁性复合材料Fe3O4@MXene@MOF-74的合成及应用
近3年该团队在三唑类农药残留研究方面取得了系列成果：在MOF修饰的生物质复合材料研发中，将小麦秸秆变废为宝制成生物炭并与磁性MOF材料结合，制备了可有效去除水稻生态系统中唑类杀菌剂多残留的新型吸附材料，也为绿色环保的吸附剂研发提供了新的思路；在MOF材料与唑类农药吸附机理研究方面，运用DFT计算结合吸附动力学、吸附热力学及XPS等表征分析技术，从分子模拟、理论计算、表征推断、实际验证等多个层面揭示MOF材料特异性吸附唑类农药的机理，为进一步从分子结构出发，合成特异性吸附剂打下良好基础；在磁性MOF材料基于的MSPE农药残留快检技术研究中，合成了多种唑类农药特异性吸附剂，将MSPE技术与QuEChERS方法联用，扩大MSPE技术的应用范围，简化QuEChERS方法净化过程，对快速检测食品中农药残留具有重要意义。研究结果在Environ. Sci-Nano (2021)、J. Hazard Mater. (2020)、Sep. Purif. Technol. (2021, 2篇)、Food Chem. (2021，2022)、Appl Surf Sci (2022)、J. Environ. Chem. Eng. (2022)、Ecotox. Environ. Safe (2021)、Microchim. Acta（2021）和 J. Chromatogr., A, (2019，2020）等刊物上发表。
学院硕士研究生卢志衡为该论文第一作者，杨中华副教授为通讯作者，国家地质实验测试中心田芹教授级高级工程师也参与了该研究。该研究得到国家重点研发计划项目（2019YFD1002103），国家自然科学基金（21507032），湖北省自然科学基金（2020CFB528）和中国农业科研系统专项资金（CARS-31-31）资助。
审核人：李建洪
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213343722009101?dgcid=author
