[發明專利]一種改性高嶺土表面印跡聚合物的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201410133107.3
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103936943A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 鄭旭東;李春香;潘建明;戴江棟;高林;衛瀟
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C08F292/00
• 分類號: C08F292/00;C08J9/26;B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28
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技術領域

本發明屬于材料制備和分離技術領域，涉及一種在無機礦物上包覆印跡聚合物的制備方法，尤其涉及一種改性高嶺土表面印跡聚合物的制備方法，以及應用于從環境水樣中吸附環境污染物雙酚A。

背景技術

雙酚A(BPA)是世界上使用最廣泛的工業化合物之一，主要用于生產聚碳酸酯、環氧樹脂等多種高分子材料，且BPA為脂溶性物質，化學性質穩定，攝入后不容易排出，易在生物體內累積，毒害性較大，它具有某些雌性激素效應，對雌性激?素受體具有一定親和力，其生殖與發育毒性可導致異常生理現象或使生物體生殖機能下降；此外，它可能導致多種疾病，如前列腺癌和乳腺癌等與激素相關的癌癥。因此，準確檢測出環境中BPA的殘留顯得尤為重要。

分子印跡技術(MIT)是模擬自然界中如：酶與底物、抗體與抗原等的分子識別作用，以目標分子為模板分子制備對該分子具有特異選擇性識別功能的高分子印跡聚合物(Molecularly?Imprinted?Polymers,?MIPs)的一種技術。

以改性后的高嶺土作為基質材料，采用自組裝表面分子印跡技術和犧牲基質相結合的方法，制備出具有高選擇、高吸附容量、良好動力學/熱力學性能的犧牲高嶺土表面印跡聚合物，為環境樣品中BPA的有效分離/富集奠定基礎。該技術的優點是采用無機礦物質高嶺土作為改性基質，來源廣泛，成本底，大大節約生產成本。考慮到合成的分子印跡物具有對特定物質專一選擇性識別功能，為去除環境中的污染物過程提供了種新方法，并不斷在大宗工業品分離純化領域發揮不可替代的作用。

發明內容

本發明是以高嶺土(KLT)為基底，雙酚A(BPA)作為模板分子，甲基丙烯酸（MAA）為功能單體，合成對雙酚A分子有專一識別特性的印跡復合物，并用于對環境中水樣的雙酚A的選擇性識別和分離，該改性分子印跡聚合物對雙酚A分子具有較高的吸附性和選擇性。

本發明的技術方案是：

一種改性高嶺土表面印跡聚合物的制備方法，按以下步驟進行：

(1)?雙酚A?(BPA)和甲基丙烯酸(MAA)溶解于二甲亞砜?(DMSO)中，混合物攪拌30分鐘后，室溫下靜置3h得預組裝溶液；

(2)?高嶺土、油酸與交聯劑一起加入到三口燒瓶中，超聲30分鐘后得預聚合溶液，將步驟（1）得到的預組裝溶液也倒入三口燒瓶中不斷攪拌，然后加入溶解有聚乙烯吡咯烷酮PVP的?DMSO和水的混合溶液，得到混合物A；

(3)將步驟（2）所得的混合物A在N₂保護下攪拌，加熱至60?℃，然后加熱引發劑到混合物A中，反應在60?℃下保持24小時,得到MIPs?；

(4)?將步驟（3）得到的MIPs用甲醇和冰醋酸的混合溶液作浸提液，采用索氏提取將模板分子去除，直到模板分子無法通過紫外-可見分光光度計檢測出來，產品在60?℃真空干燥箱中烘干；

(5)?將烘干后的產品倒入聚四氟乙烯塑料燒杯，加入足量的氫氟酸(HF)密封攪拌，反應?12?h，過濾后用蒸餾水清洗后干燥即得改性高嶺土表面印跡聚合物S-MIPs。

其中，步驟（1）中所述的預組裝溶液中BPA的濃度為6.6~7.6mg/mL、MAA的體積百分濃度2.0%~2.5%，所述的DMOS的質量分數為95~?97%。

其中，步驟（2）中所述的混合物A中高嶺土的濃度為10.0~11.1mg/mL、油酸的體積百分數為1.00~1.11%。

步驟（2）中，所述交聯劑為二甲基丙烯酸乙二醇酯EGDMA，混合物A中EGDMA的體積百分數為3.40~3.77%。

步驟（2）中，所述DMSO和水的混合溶液中PVP的濃度為2.5~2.7mg/?mL，其中DMSO和水體積比為9:1。

步驟（3）中所述的熱引發劑為偶氮類引發劑，包括偶氮二異丁腈AIBN，偶氮二異庚睛ABVN，混合物A中熱引發劑的濃度為1.00~1.11?mg/?mL。

步驟（4）中所述的浸提液中，甲醇和冰醋酸的體積比為9:1-4:1。

對應的非印跡復合膜(NIP)的制備方法與上述相同，但不加模板分子雙酚A。

上述改性高嶺土表面印跡聚合物應用于吸附分離環境中的BPA，具體方法按照下述步驟進行：