“民以食为天,食以安为先”,化学类污染引起食品安全问题的频繁发生,对人类健康造成了严重威胁。针对食品和环境中化学类污染物多溴联苯醚/除草剂存在的三大技术难题“基质效应”、“痕量水平”和“环境不友好”,亟需选择合适的样品前处理技术,构建功能化的吸附材料,使其具有净化样品中基质和高选择性富集目标污染物的双重作用,从而实现方法的高灵敏度、高选择性、快速和环境友好等优势。共价有机框架（COF）和微孔有机框架（MON）材料具有构筑拓扑结构可控性、孔径可控性、功能化可修饰性、高比表面积和高稳定性等独特优势,在样品前处理方法中展现出良好的应用潜力。本论文以多溴联苯醚、苯氧羧酸类除草剂、三嗪类除草剂和苯脲类除草剂的结构特点为导向,基于密度泛函理论（DFT）,利用卤键、离子键、氢键等强的弱相互作用力,构建了4种新型功能化的COF/MON材料,结合样品前处理方法和色谱-质谱检测技术,建立了4种高灵敏、快速研究食品和环境样品中化学污染物残留的样品前处理方法。主要结果如下:1、网状三嗪核心的TAPT-DMTA-COF分散固相萃取-GC-MS/MS测定环境水样及食品中多溴联苯醚的方法及其作用机理研究基于多溴联苯醚（PBDEs）具有多个σ-穴正电区域溴原子的结构特性,制备了一种新型网状结构、N/O功能化基团（亚胺、三嗪和甲氧基）的负电区域的TAPT-DMTA-COF材料。通过对反应溶剂、催化剂浓度和反应温度的优化,TAPT-DMTA-COF具有高的比表面积(1734 m~2·g-1)、高晶型和高稳定性等优势。TAPT-DMTA-COF作为分散固相萃取吸附剂,用于快速萃取5种PBDEs,吸附时间仅10 min。DFT计算和和独立梯度模型（IGM）分析表明,在所有的吸附体系中,相对于π-π和C-H···π相互作用,卤键起到了决定性作用,且吸附结合能随着PBDEs中溴原子的增加而增加,呈现良好的正线性关系。最后,所建立的气相色谱质谱联用（GC-MS/MS）测定PBDEs的超灵敏分析方法具有宽的线性范围(0.1-5000 ng·L-1)、低的检出限(0.03-0.13 ng·L-1),高的添加回收率（71.8-118.5%）,适用于水样、牛奶、鱼类中PBDEs残留的定量分析。本研究首次通过DFT和IGM分析对周期性的COFs和PBDEs之间的多重作用机理进行精准的探究,从而对未来更精准的设计高效、新型的材料提供一种新思路,并为食品安全评价提供重要的技术支撑。2、TpTGCl分散固相萃取-LC-MS/MS测定环境水样及食品大米中苯氧羧酸类除草剂的方法及其作用机理研究根据一元弱酸分布分数公式计算得,p H≥4时,苯氧羧酸类除草剂（PACs）主要以阴离子形式存在的结构特性,基于静电作用的离子键,设计了一种阳离子TpTGCl材料。以2甲4氯（MCPA）为例,计算与TpTGCl的吸附结合能,DFT计算和IGM分析表明,静电引力、N-H···O和O-H···O键和π堆积（C-H···π相互作用）是影响吸附能力主要因素。计算的结合能高达-211.8091 kcal·mol-1,暗示理论上TpTGCl能实现对PCAs快速、高灵敏、高容量的吸附。通过合成条件筛选,利用一种简单合成条件,具有晶型的TpTGCl被制备。吸附等温线Langmuir和Freundlich模型表明,PCAs在TpTGCl上的吸附是一个有利的吸附过程,且吸附量高达111.6-178.6 mg·g-1之间。基于此结合液相色谱质谱联用（LC-MS/MS）建立了快速、高灵敏测定水和大米基质中PCAs的分析方法。在水基质样品中,5种PCAs在3-625 ng·L-1范围内具有良好的线性关系,相关系数范围为0.9919-0.9967,检出限范围为0.43-0.78 ng·L-1;在大米提取液基质中,5种PCAs在0.125-25 ng·g-1范围内具有良好的线性关系,相关系数范围为0.9945-0.9988,检出限范围为0.016-0.036 ng·g-1;相对于水基质,大米中PCAs基质效应范围为-1.9-9.9%。对水样和大米样品进行添加回收实验,回收率范围分别为74.4-109.6%和75.3-108.8%。本研究为吸附离子型的目标化合物而设计功能化的COF材料提供了思路。3、OH-MON固相萃取-LC-MS/MS测定环境水样和食品果汁中三嗪类除草剂的方法及其作用机理研究利用Sonogashira-Hagihara聚合,制备了一种新型的羟基功能化、微孔（1.86 nm）、高比表面积、高热稳定和化学稳定性的OH-MON材料。作为固相萃取（SPE）吸附剂,用于吸附三嗪类除草剂,建立了SPE-LC-MS/MS联用定量分析三嗪类除草剂的超灵敏方法。该方法具有宽的线性范围0.05-250 ng·L-1,低的检出限0.03-0.21 ng·L-1、和良好的批次间和批次内重现性,相对于水基质,果汁中三嗪类除草剂的基质效应范围为-6.5-1.8%。相对于其他已经报道的方法本方法应用的基质更广泛,吸附剂用量最少,上样体积最高,检出限最低,富集倍数最高;相对于商业化的SPE柱,自制的OH-MON小柱吸附剂用量最少、使用寿命较长、价格低廉。为了验证该方法的实用性,本研究进行添加回收实验,水中和果汁中回收率分别为72.8-103.8%和72.0-97.7%。在未加标的水样中,6种三嗪除草剂均有检出。DFT计算和选择性实验表明,与π-π相互作用相比,-OH···N-和-NH···O-氢键在OH-MON与三嗪类除草剂的吸附中占主导地位。本研究综合了高灵敏性、高重复性、高稳定性和商业性,适用于三嗪类除草剂残留检测方法的定量分析。4、Fe3O4@OH-COOH-MON磁固相萃取-LC-MS/MS测定水样中苯脲类除草剂的方法及其作用机理研究室温合成法制备了一种的棒状MON材料共价负载在胺基化四氧化三铁（NH2-Fe3O4）上的亲水性磁性复合材料（Fe3O4@OH-COOH-MON）。筛选了OH-COOH-MON的合成单体,优化了NH2-Fe3O4、Fe3O4@OH-COOH-MON合成方法。表征结果表明,Fe3O4@OH-COOH-MON具有良好的亲水性、超顺磁性、高的比表面积,能够均匀分散于大体积的水相中。作为萃取苯脲类除草剂（PUHs）的磁性固相萃取（MSPE）吸附剂,通过MSPE优化发现,吸附材料用量仅为3 mg,吸附时间仅为2 min,解析时间仅为2 min,暗示了OH和COOH功能化、亲水性、形貌结构对于吸附苯脲类除草剂起到积极的作用。在最优的MSPE条件下,建立了Fe3O4@OH-COOH-MON-MSPE-LC-MS/MS方法用于水样中苯脲类除草剂残留的定量分析方法。6种苯脲类除草剂在1-750 ng·L-1浓度范围内呈现良好的线性关系,线性相关系数高于0.9911,方法的检出限和定量限范围分别为0.03-0.22 ng·L-1和0.10-0.72 ng·L-1。为了验证该方法的实用性,本研究进行添加回收实验,6种苯脲类除草剂的回收率在71.0-110.6%之间。DFT计算表明,理论上Fe3O4@OH-COOH与苯脲类除草剂之间的吸附剂机理为氢键、卤键和π-π堆积。X射线光电子能谱（XPS）实验进一步验证了真实环境中π-π堆积和氢键的存在。选择性实验表明,在吸附过程中,疏水性作用起到的作用微小,而氢键和卤键起到至关重要的作用。本研究为构建亲水性共价磁性MON材料提供一种合成思路和为在理论上和真实环境中双重阐述作用机理提供了一种方法。