一种通过悬浮聚合制备磁性分子印迹聚合物的方法

摘要

本发明涉及一种通过悬浮聚合制备磁性分子印迹聚合物的方法，属于环境功能材料制备技术领域。特指以水热合成法合成Fe₃O₄磁性粒子，并以甲基丙烯酸为功能单体，以2,4,6-三氯苯酚（2,4,6-TCP）为模板分子，以偶氮二异丁腈为引发剂，以甲苯为致孔剂，以乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，以聚乙烯醇为稳定剂，采用悬浮聚合的方法制备生成磁性分子印迹聚合物（MIPs）。制备获得的磁性分子印迹聚合物呈现规则的球形，在聚合物表面含有多个模板分子留下的特定形状和大小的孔穴，孔穴内具有特定排列的结合位点，分子印迹聚合物可对目标污染物2,4,6-三氯苯酚实现高选择性吸附。

主权项

利用悬浮聚合制备磁性分子印迹聚合物的方法，按以下步骤进行：（1）水热合成法合成四氧化三铁（Fe₃O₄）磁性纳米粒子：六水三氯化铁(FeCl₃·6H₂O)和无水醋酸钠(NaAc)溶解在乙二醇溶液中，其中控制FeCl₃·6H₂O，NaAc和乙二醇的比例为（1.3‑1.4）：（7‑8）：(40‑50)  (g/mL/mL) ；混合溶液在氮气的保护下以800 rpm/min的速度在160 ℃的恒温水浴中搅拌1‑2 h，然后将混合溶液转移至50 mL的反应釜中，温度控制在200 ℃，反应时间为10 h，取出后冷却至室温，用乙醇溶液将悬浮液清洗3‑5遍，将获得的产物在60 ℃的真空环境下烘干，最后在研钵中粉碎研磨；（2）油酸对Fe₃O₄磁性纳米粒子进行表面修饰步骤（1）中制备所得的Fe₃O₄纳米粒子与油酸混合，以200 rpm/min的速度持续搅拌1‑2 h，形成深棕色的Fe₃O₄磁流体，其中控制步骤（1）中的Fe₃O₄纳米粒子与油酸的比例为0.1：4  (g/mL) ；（3）悬浮聚合方法合成磁性分子印迹聚合物溶剂1：将2,4,6‑三氯苯酚，甲基丙烯酸溶解于甲苯溶液中,在室温下搅拌10‑30 min，其中控制2,4,6‑三氯苯酚：甲基丙烯酸：甲苯的比例为 (0.2‑0.3)：(0.35‑0.45) ：(5‑7)  (g/mL/mL)；溶剂2：步骤（2）中制备所得的油酸改性后的Fe₃O₄磁流体，偶氮二异丁腈和甲苯溶于乙二醇二甲基丙烯酸酯溶液中；其中控制步骤（2）中的Fe₃O₄磁流体：偶氮二异丁腈：甲苯：乙二醇二甲基丙烯酸酯的比例为4：(0.15‑0.2)：(2‑3)：(3.5‑4) (mL/g/mL/mL)；溶剂3：将聚乙烯醇加入去离子水中，温度控制在80 ℃,搅拌速度为400 rpm/min，反应时间为30‑60 min,再冷却至室温，其中控制聚乙烯醇与去离子水的比例为(3‑4)：(130‑150) (g/mL)；溶剂4：将十二烷基硫酸钠加入去离子水中,室温下 600 rpm/min 搅拌10 min，其中控制十二烷基硫酸钠与去离子水的比例为1：20 (g/mL) ；将溶剂1与溶剂2混合形成溶液a，溶剂1与溶剂2的体积比为 (5‑7)：(9.5‑11)，室温下搅拌2 h，转速为400 rpm/min；将溶剂3与溶剂4混合形成溶液b，溶剂3与溶剂4的体积比为 (130‑150)：20，室温下搅拌2 h，转速为400 rpm/min；将溶液a与溶液b混合，溶液a与溶液b的体积比为 (14.5‑18)：(150‑170) ；在室温下，控制搅拌速度为600 rpm/min，在氮气保护下反应持续1 h，然后将温度升至60℃，搅拌速度为600 rpm/min，在氮气保护下反应进行24 h，得到分子印迹聚合物；将步骤（3）中所获得的分子印迹聚合物用乙醇溶液（乙醇：去离子水（V:V）=1:1）清洗3次，再用去离子水清洗2次；（4）洗脱模板分子用醋酸和甲醇配制洗脱剂，其中醋酸：甲醇的比例为10：90 （V/V），将步骤（3）中制备获得的磁性分子印迹聚合物在索氏提取器中清洗5‑7天，再用去离子水洗至中性。