一种核壳式磁性表面印迹纳米复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种核壳式磁性表面印迹纳米复合材料的制备方法，属环境功能材料制备技术领域。首先通过溶剂热法合成单分散性的磁性四氧化三铁纳米球；其次，利用3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷对其表面进行乙烯基功能化修饰；最后，以乙腈为溶剂，四环素为模板分子，甲基丙烯酸为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂单体，在乙烯基修饰的四氧化三铁纳米球表面发生印迹聚合，索氏抽提模板分子，得到核壳式磁性表面印迹纳米复合材料。通过多种表征手段，揭示聚合物的形貌以及粒径分布等参数。利用吸附实验研究所得材料对水环境中四环素的选择性去除性能。

主权项

一种核壳式磁性表面印迹纳米复合材料的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：(1) 四氧化三铁纳米球的合成在乙二醇中加入六水合氯化铁(FeCl₃·6H₂O)，剧烈搅拌30 min直至形成均匀溶液；向上述溶液中，依次加入无水乙酸钠和聚乙二醇，随后移入不锈钢反应釜中，在150‑220 ^oC下反应6.0‑12h，反应完毕后，冷却至室温，用Nd‑Fe‑B永磁铁分离，用无水乙醇和去离子水多次洗涤产物，在50‑60 ^oC下真空干燥，得到黑色的磁性四氧化三铁纳米球；(2) 四氧化三铁纳米球的表面修饰   向烧瓶中依次加入甲苯、四氧化三铁纳米球和3‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，超声分散均匀，氮气保护下90℃下剧烈搅拌24 h；反应后冷却至室温，产物用Nd‑Fe‑B永磁铁分离，并用甲苯、乙醇和水洗涤多次洗涤，在50‑60 ^oC下真空干燥，得到乙烯基修饰的四氧化三铁纳米球；(3) 核壳式磁性表面印迹纳米复合材料的制备向乙腈中加入四环素、甲基丙烯酸和乙二醇二甲基丙烯酸酯，超声溶解，室温下避光预组装12 h；向上述溶液中加入乙烯基修饰的四氧化三铁纳米球，超声脱气，氮气除氧30 min；在氮气保护下，快速加入偶氮二异丁腈，将烧瓶置于恒温水浴振荡器中，转速是100‑200 r/min，在恒温60 ^oC条件下反应24 h，反应结束后，冷却至室温，在Nd‑Fe‑B永磁铁作用下收集产物，并用大量丙酮、乙醇和水清洗反应产物，去除未反应的单体；将洗净的产物用甲醇：乙酸为9.0:1.0 v/v的混合液索氏提取24 h，重复多次，直至洗脱液用紫外可见分光光度计检测不到四环素为止；在50‑60 ^oC下真空干燥，得到核壳式磁性表面印迹纳米复合材料；步骤(1)中乙二醇与六水合氯化铁的体积与质量比为40 ：(1.0‑1.5) mL/g，无水乙酸钠和聚乙二醇的质量比为(3.0‑4.0)：(0.5‑1.5)；步骤(2)中甲苯：四氧化三铁纳米球：3‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的体积与质量比为100：0.5‑1.0：1.0‑3.0 mL/g/mL；步骤(3)中乙腈、四环素、甲基丙烯酸和乙二醇二甲基丙烯酸酯的体积与质量比为80：(25‑40)：(0.08‑0.15)：(0.1‑0.5) mL/mg/mL/mL，其中乙烯基修饰的四氧化三铁纳米球和乙腈的质量和体积比为(100‑300)：80 mg/mL。