一种纤维素中空磁性印迹复合微球吸附剂的制备方法

摘要

本发明一种纤维素中空磁性印迹复合微球吸附剂的制备方法，属环保功能材料制备技术领域。首先通过共沉淀法制备了四氧化三铁纳米粒子并对其表面进行疏水改性，通过酸水解法从医用脱脂棉中提取纳米纤维素，随后以NCCs水溶液为外水相，模板分子联苯菊酯、功能单体甲基丙烯酸、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯、溶剂甲苯、引发剂偶氮二异丁腈、疏水Fe₃O₄为油相，去离子水为内水相制备水包油包水的皮克林双乳液，热引发聚合制备纤维素中空磁性印迹复合微球吸附剂，并将吸附剂用于溶液中BF的选择性识别和吸附。吸附测试结果表明，本发明制备的印迹吸附剂具有较好的吸附容量，较快的动力学性能和对BF的选择识别性能。

主权项

一种纤维素中空磁性印迹复合微球吸附剂的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：（1）Fe₃O₄纳米粒子的制备及其疏水改性：六水合三氯化铁（FeCl₃·6H₂O）和四水合氯化亚铁（FeCl₂·4H₂O）溶解在去离子水中，质量体积比为（1‑3）:（0.5‑1.5）:（50‑100）g/g/ml，20‑50 ℃搅拌10‑20 min，将浓度为0.2‑0.6 mol/L的氢氧化钠（NaOH）溶液在氮气氛中快速加入到上述溶液中，其中氢氧化钠溶液与上述溶液的体积比为（30‑60）:（50‑100） ，剧烈搅拌10‑30 min，生成的Fe₃O₄纳米粒子用磁铁分离回收后，用无水乙醇洗涤3次，分散在的油酸和无水乙醇体积比为1:（1‑4）的混合液中，其中分离回收后的Fe₃O₄纳米粒子和混合液的用量比为0.75:40 g/ml，30‑70 ℃下搅拌3‑8 h，产物用磁铁分离回收，用无水乙醇洗涤6次，40 ℃下真空干燥；（2）纳米纤维素的制备：医用脱脂棉与50 %‑70 %浓硫酸溶液以（1‑3）：（60‑100）g/ml比例混合，50‑70 ℃搅拌3‑6 h，生成的纳米纤维素用大量去离子水洗涤并透析至中性，制得的胶体悬浮液5 ℃冷藏备用；（3）中空磁性印迹复合微球的制备将模板分子联苯菊酯和功能单体MAA溶解在甲苯溶剂中，其中联苯菊酯、MAA与甲苯的比例为0.25:（0.5‑1.25）:（0.2‑0.6）mmol/mmol/ml，放置于黑暗条件下静置5‑10 h，形成预组装溶液，预组装溶液中加入疏水Fe₃O₄，与交联剂EGDMA、引发剂AIBN混合后超声5‑10 min，形成油相（o），预组装溶液、疏水Fe₃O₄、EGDMA、AIBN的用量比为（0.24‑0.71）:（0.01‑0.05）:（0.5‑2）:（0.01‑0.02） ml/g/ml/g；一定量去离子水作为内水相（w₁）与o混合超声，形成稳定的油包水（w₁/o）乳液，w₁与o体积比为（0.3‑1.5）:（0.74‑2.71）ml/ml；w₁/o乳液再与外水相（w₂）纳米纤维素胶体悬浮液混合，体积比为（1.04‑4.21）:（3‑10）ml/ml，手摇震荡5‑10 min，形成稳定的水包油包水（w₁/o/w₂) Pickering乳液；容器密封后置于50‑80 ℃ 水浴中聚合10‑20 h；生成的中空磁性印迹复合微球吸附剂（HMIMs）用磁铁收集，用无水乙醇洗涤3次，再用体积比为（75‑95）:（5‑25）的甲醇/醋酸混合溶液为洗脱液进行洗脱，直到洗脱液中检测不到模板分子，脱除模板分子联苯菊酯后，自然风干。