一种吸附二苯并噻吩的印迹碳微球的制备方法

摘要

本发明涉及一种吸附二苯并噻吩的印迹碳微球的制备方法，先对碳微球进行氧化处理，然后进行硅烷化反应，进行表面修饰改性，然后聚合洗脱制成印迹碳微球，在碳微球表面形成不规则的空穴印迹，此制备方法工艺先进合理，工艺流程短，数据翔实精确，产物形貌好，纯度高，达99%，产物收率高，达91%，印迹碳微球为黑色圆形颗粒，颗粒直径为100-200nm，可与多种化学物质匹配，是十分理想的制备印迹碳微球的方法，其产物可在制药及精细化工中应用。

主权项

1.一种吸附二苯并噻吩的印迹碳微球的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：碳微球、二苯并噻吩、二甲基丙烯酸乙二醇酯、2-乙烯基吡啶、偶氮二异丁腈、N,N-二甲基甲酰胺、无水乙醇、冰乙酸、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、正己烷、硝酸、硫酸、去离子水，其组合用量如下：以克、毫升为计量单位碳微球：C，1.5g±0.01g二苯并噻吩：C₁₂H₈S，0.4g±0.01g二甲基丙烯酸乙二醇酯：C₁₀H₁₄O₄，10mL±0.01mLN,N-二甲基甲酰胺：C₃H₇NO，100mL±1mL2-乙烯基吡啶：C₇H₇N，10mL±0.01mL偶氮二异丁腈：C₈H₁₂N₄，0.06g±0.001g无水乙醇：C₂H₅OH，10000mL±50mL冰乙酸：C₂H₄O₂，2000mL±10mLγ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷：C₁₀H₂₀O₅Si，10mL±0.1mL正己烷：C₆H₁₄，1000mL±10mL硝酸：HNO₃，100mL±1mL硫酸：H₂SO₄，120mL±1mL去离子水：H₂O，20000mL±100mL制备方法如下：（1）精选化学物质材料对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度、浓度控制：碳微球：固态粉体99.99%二苯并噻吩：固态粉体98%二甲基丙烯酸乙二醇酯：液态液体98%N,N-二甲基甲酰胺：液态液体99.5%2-乙烯基吡啶：液态液体97%偶氮二异丁腈：固态粉体99%无水乙醇：液态液体99.7%冰乙酸:液态液体99.5%γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷：液态液体95%正己烷：液态液体98%硝酸：液态液体浓度65%硫酸：液态液体浓度98%去离子水：液态液体99.99%（2）研磨、过筛、细化处理碳微球称取碳微球1.5g±0.01g，将碳微球用玛瑙研钵、研棒进行研磨，用650目筛网过筛，研磨、过筛重复进行，碳微球成细粉；（3）氧化处理碳微球①氧化处理碳微球是在烧杯中进行的，是在超声分散仪内、在水浴加热、搅拌下完成的；②称取碳微球1g±0.01g，由加液漏斗加入烧杯中，将烧杯置于超声分散仪水槽内；③开启超声分散仪，超声功率为59KHz，温度升至70℃±2℃，然后将硫酸90mL、硝酸30mL由加液漏斗加入烧杯中；④烧杯内的搅拌磁子开始搅拌，搅拌氧化时间60min±2min，成：氧化物溶液；⑤碳微球在氧化过程中将进行化学反应，反应式如下：式中：C-OH:含羟基的氧化碳微球NO₂:二氧化氮SO₂:二氧化硫CO₂:二氧化碳⑥氧化反应后，关闭超声分散仪，然后在烧杯内的氧化物溶液内加入去离子水1000mL，使氧化碳微球沉降；⑦抽滤将氧化物溶液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，滤膜上留存产物滤饼，废液抽至滤瓶中；⑧去离子水洗涤、抽滤、测量控制pH值将产物滤饼置于烧杯中，加入去离子水200mL，用搅拌器搅拌洗涤5min；然后将洗涤液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，滤膜上留存产物滤饼，废液抽至滤瓶中；去离子水洗涤、抽滤重复进行十次；在洗涤抽滤过程中，测量氧化物溶液酸碱度，使pH值为7，呈中性；洗涤、抽滤后得产物滤饼；⑨真空干燥将产物滤饼置于真空干燥箱中进行干燥，干燥温度50℃±2℃，真空度10Pa，干燥时间480min，干燥后得氧化碳微球；（4）修饰改性碳微球修饰改性碳微球是在三口烧瓶、水浴缸、电热搅拌皿上进行的；①称取氧化碳微球0.3g加入三口烧瓶中；将无水乙醇45mL加入三口烧瓶中；将去离子水15mL加入三口烧瓶中；将硅烷偶联剂γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷1mL置于三口烧瓶中；②开启电热搅拌皿，温度由20℃升至65℃±2℃，并搅拌；③加热搅拌120min±2min，进行修饰改性反应；④在修饰改性反应中将发生化学反应，反应式如下：式中：C-C₉H₁₇O₅Si：硅烷化的碳微球CH₃OH：甲醇⑤修饰、改性反应后，关闭电热搅拌皿，停止加热搅拌，使其冷却至25℃；得修饰改性溶液；⑥抽滤将修饰改性溶液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，滤膜上留存产物滤饼，废液抽至滤瓶中；⑦真空干燥将产物滤饼置于真空干燥箱中进行干燥，干燥温度50℃±2℃，真空度10pa，干燥时间480min±2min；干燥后得：修饰改性碳微球，即硅烷化碳微球；（5）制备印迹碳微球制备印迹碳微球是在三口烧瓶、电热搅拌皿、水浴缸上进行的；①将二苯并噻吩0.184g加入三口烧瓶中，将无水乙醇10mL、N,N-二甲基甲酰胺10mL、2-乙烯基吡啶0.43mL加入三口烧瓶中；②开启电热搅拌皿，使温度保持在25℃，并开始搅，搅拌时间60min±2min，使二苯并噻吩与2-乙烯基吡啶充分作用；③开启电热搅拌皿加热器，将修饰改性碳微球0.1g加入三口烧瓶中，然后加入交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯3mL，温度升至70℃±2℃，然后加入引发剂偶氮二异丁腈0.01g，继续搅拌1440min，并进行反应；④在制备印迹碳微球过程中将发生化学反应，反应式如下：式中：C-C₃₈H₄₆O₉NSiS：含有二苯并噻吩的印迹碳微球⑤反应后，关闭电热搅拌皿，使三口烧瓶在水浴缸内自然冷却至25℃，成：印迹碳微球反应溶液；⑥离心分离将印迹碳微球反应溶液置于离心管中进行离心分离，以8000rpm的转速离心分离反应液，离心管上部为废液，底部为产物；⑦无水乙醇+冰乙酸洗涤、离心分离，除去二苯并噻吩配制无水乙醇+冰乙酸混合溶液；将无水乙醇720mL、冰乙酸80mL置于烧杯中，搅拌10min，成：无水乙醇冰乙酸混合溶液；将无水乙醇冰乙酸混合溶液30mL加入到离心管中，离心分离洗涤印迹碳微球；洗涤、离心分离重复进行10次；洗涤后除去二苯并噻吩，形成空穴，离心分离后得：印迹碳微球；⑧真空干燥将洗涤、离心分离后的印迹碳微球置于真空干燥箱中干燥，干燥温度50℃±2℃，真空度10Pa，干燥时间480min±2min；⑨正己烷洗涤、离心分离将印迹碳微球置于烧杯中，加入正己烷200mL，搅拌洗涤5min；洗涤后除去二苯并噻吩分子，得终产物：印迹碳微球滤饼；⑩真空干燥将终产物印迹碳微球滤饼置于真空干燥箱中干燥，干燥温度50℃±2℃，真空度10Pa，干燥时间480min±2min；干燥后得终产物：印迹碳微球；（6）检测、分析、表征对制备的印迹碳微球的色泽、形貌、结构、化学物理性能进行检测、分析、表征；用场发射扫描电子显微镜进行形貌分析；用热重分析仪进行热稳定性分析；用气相色谱仪进行吸附测量；结论：印迹碳微球为黑色粉体颗粒，颗粒直径为100-200nm，印迹碳微球表面呈不规则空穴状；（7）产物储存对制备的印迹碳微球产物储存于棕色透明的玻璃容器中，密闭避光储存，置于干燥、洁净环境，要防水、防晒、防潮、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃±2℃，相对湿度≤10%。2根据权利要求1所述的一种吸附二苯并噻吩的印迹碳微球的制备方法，其特征在于：碳微球的氧化处理是在超声分散仪上进行的，是在超声水浴、加热、搅拌状态下完成的；超声分散仪为立式，在超声分散仪上部为超声水槽（7），超声水槽（7）内为超声水（8），超声水槽（7）上部为槽盖（9），在槽盖（9）上中间位置安装烧杯（11），并由固定架（10）固定，烧杯（11）深入超声水槽内，超声水（8）要淹没烧杯体积的4/5，烧杯（11）上部设有烧杯盖（12）及加液漏斗（15），烧杯（11）内为氧化物溶液（14），搅拌磁子（13）；在超声分散仪（1）的控制台上设有显示屏（2）、指示灯（3）、电源开关（4）、超声波调控器（5）、温度调控器（6）。3根据权利要求1所述的一种吸附二苯并噻吩的印迹碳微球的制备方法，其特征在于：印迹碳微球的制备是在电热搅拌皿及三口烧瓶中进行的，是在加热、水浴、搅拌、水循环冷凝状态下完成的；电热搅拌皿为立式，上部为水浴缸、下部为控制台，电热搅拌皿（33）上部为水浴缸（21），水浴缸（21）内为水浴水（22），在水浴缸（21）上部为三口烧瓶（23），并由固定架（24）固定，在三口烧瓶（23）上由左至右依次设有加液漏斗（25）及控制阀（26）、搅拌器（27）、水循环冷凝管（28）及进水口（29）、出水口（30）、出气口（31），三口烧瓶（23）深入水浴水（22）中，水浴水（22）要淹没三口烧瓶（23）体积的9/10，三口烧瓶（23）内为反应溶液（32）；在电热搅拌皿（33）的控制台上设有显示屏（16）、指示灯（17）、电源开关（18）、搅拌调控器（19）、温度调控器（20）。