[發明專利]一種纖維素中空磁性印跡復合微球吸附劑的制備方法

有效

• 申請號: 201410313497.2
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104043434A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 李春香;朱文靜;馬威;潘建明;瞿琴;甘夢穎
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C08F220/06;C08F2/44;C08K3/22;C08J9/26
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種纖維素中空磁性印跡復合微球吸附劑的制備方法，屬環保功能材料制備技術領域。

背景技術

分子印跡技術（MIT）是制備對某一特定分子具有專一識別能力聚合物的方法，制備的聚合物稱為分子印跡聚合物（MIPs），是在模板分子存在下功能單體互相交聯合成的物質，模板在適當的條件下從聚合物中除去形成的印跡空穴具有識別模板分子的能力。MIT制備的吸附劑一般具有高選擇性且可重復使用。磁分離技術運用到分子印跡中有利于快速簡便地將磁性聚合物從樣品中分離出來。磁性分子印跡技術因其高效的選擇性、易分離、可重復利用性及廉價易制備的優點有著廣闊的應用前景。

中空微球因其空腔結構具有密度低、有效面積較大、光學性質以及物質傳輸等性質，使得它們成為填充材料、催化材料、光電材料及涂料甚至生物醫藥緩釋材料中的重要組成部分。其制備和應用方面的研究正在不斷的拓寬和完善，皮克林（Pickering）雙乳液法制備中空微球近年來引起了較大的關注，它以固體粒子作為穩定顆粒代替表面活性劑，吸附在水油界面，形成Pickering雙乳液，它克服了傳統表面活性劑制備的乳液不穩定、尺寸不均勻、毒性、機械強度低等缺點。常用的穩定顆粒包括無機粒子如二氧化硅、四氧化三鐵等，黏土粒子如埃洛石、鋰皂石等，生物材料如纖維素相對于上述材料具有廉價、無毒和機械強度高的特點，用其作為穩定粒子穩定Pickering雙乳液制備中空微球并運用到分子印跡技術中目前尚未見報道。

菊酯類農藥因其高效殺蟲性廣泛應用于農業、漁業、林業及家庭除蟲，相比于有機氯農藥，菊酯在生物體中毒性較低及具有相對較快的生物轉化和代謝速度，但這類殺蟲劑經呼吸或表皮吸收，既含有神經毒素易導致中樞神經麻痹，又易引起內分泌紊亂。因此，制備優良的吸附劑從環境中選擇性識別和吸附菊酯非常必要。本發明選用聯苯菊酯（BF）作為分子印跡中的模板分子。

本發明以納米纖維素（NCCs）作為基質材料，四氧化三鐵（Fe₃O₄）粒子作為磁性載體，采用Pickering雙乳液法制備中空磁性印跡復合微球（HMIMs），并將其用于BF的選擇性識別和吸附。

發明內容

本發明首先通過共沉淀法制備了Fe₃O₄納米粒子并對其表面進行疏水改性，通過酸水解法從醫用脫脂棉中提取NCCs，隨后以NCCs水溶液為外水相（w₂），模板分子BF、功能單體甲基丙烯酸（MAA）、交聯劑乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）、溶劑甲苯、引發劑偶氮二異丁腈（AIBN）、疏水Fe₃O₄為油相（o），去離子水為內水相（w₁）制備水包油包水（w₁/o/w₂）的Pickering雙乳液，熱引發聚合制備纖維素中空磁性印跡復合微球吸附劑，并將吸附劑用于溶液中BF的選擇性識別和吸附。

本發明采用的技術方案是：

一種纖維素中空磁性印跡復合微球吸附劑的制備方法，按照下述步驟進行：

（1）Fe₃O₄納米粒子的制備及其疏水改性：

六水合三氯化鐵（FeCl₃·6H₂O）和四水合氯化亞鐵（FeCl₂·4H₂O）溶解在去離子水中，質量體積比為（1-3）:（0.5-1.5）:（50-100）g/g/ml，20-50?℃攪拌10-20?min，將氫氧化鈉（NaOH）溶液（濃度為0.2-0.6?mol/L）?在氮氣氛中快速加入到上述溶液中，其中氫氧化鈉溶液與上述溶液的體積比為（30-60）:（50-100）?，劇烈攪拌10-30?min，生成的Fe₃O₄納米粒子用磁鐵分離回收后，用無水乙醇洗滌3次，分散在的油酸和無水乙醇體積比為1:（1-4）的混合液中，其中分離回收后的Fe₃O₄納米粒子和混合液的用量比為0.75:40?g/ml，30-70?℃下攪拌3-8?h，產物用磁鐵分離回收，用無水乙醇洗滌6次，40?℃下真空干燥。

（2）NCCs的制備：

醫用脫脂棉與50?%-70?%濃硫酸溶液以（1-3）：（60-100）g/ml比例混合，50-70?℃攪拌3-6?h，生成的NCCs用大量去離子水洗滌并透析至中性，制得的膠體懸浮液5?℃冷藏備用。