[發(fā)明專利]一種表面改性離子印跡聚合物微球及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610615712.3
• 申請日: 2016-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN106008843B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅旭彪;鐘衛(wèi)萍;羅勝聯(lián)
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F265/06
• 分類號(hào): C08F265/06;C08F220/28;C08F220/06;C08F220/14;B01J20/26;B01J20/28
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所11569
• 代理人: 李娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬離子吸附材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種表面改性離子印跡聚合物微球及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大量的含有金屬元素的物質(zhì)被消耗，而這些金屬元素最終隨工業(yè)用水進(jìn)入水體環(huán)境中。由于金屬離子普遍存在高毒性和持久性，易引發(fā)癌癥的發(fā)生，使得工業(yè)排放過程中的金屬離子的去除和回收成為一個(gè)急待解決的問題。

目前，金屬離子的去除方法主要有化學(xué)沉淀法、膜分離法、浮選法、電化學(xué)方法和生物法等。其中，吸附法是一種有效去除水體中金屬離子的制備方法，由于它的操作簡單，成本低，可再生利用而得到廣泛地應(yīng)用。離子印跡聚合物(Ion Imprinted Polymers，IIPs)通過功能單體與金屬離子之間存在的氫鍵、范德華力和金屬螯合作用，將金屬離子吸附在材料表面，是現(xiàn)有技術(shù)中最常用的吸附材料。

離子印跡聚合物中功能單體與金屬離子的相互作用主要通過螯合作用和氫鍵相互作用，如果選擇極性較大的水作為溶劑來制備離子印跡聚合物，則會(huì)減少功能單體與金屬離子間的作用力，影響印跡聚合物的特異選擇性，導(dǎo)致離子印跡的選擇性減弱。所以，離子印跡聚合物通常在極性較弱的有機(jī)溶劑中進(jìn)行制備，這樣合成出來的IIPs具有較好的選擇性。然而，該制備方法制備得到的離子印跡聚合物雖然具有較好的選擇，但是吸附效果普遍較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種表面改性離子印跡聚合物微球及其制備方法，本發(fā)明得到的表面改性離子印跡聚合物微球具有優(yōu)異的吸附性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種表面改性離子印跡聚合物微球的制備方法，包括如下步驟：

將親水性單體、第一引發(fā)劑、第一鏈轉(zhuǎn)移劑和離子印跡聚合物微球在第一有機(jī)溶劑條件下進(jìn)行接枝反應(yīng)，得到表面改性離子印跡聚合物微球；

所述接枝反應(yīng)的溫度為60～90℃；

所述接枝反應(yīng)的時(shí)間為8～48小時(shí)。

優(yōu)選的，所述親水性單體為甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸、N-異丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述親水性單體和第一引發(fā)劑的物質(zhì)的量之比為(50～1000):(1～5)；

所述親水性單體和第一鏈轉(zhuǎn)移劑的物質(zhì)的量之比為(50～1000):(2～30)。

優(yōu)選的，所述親水性單體的物質(zhì)的量和離子印跡聚合物微球的質(zhì)量之比為(50～1000)mmol:(300～700)mg；

所述親水性單體的物質(zhì)的量和第一有機(jī)溶劑的體積之比為(50～1000)mmol:(30～100)mL。

優(yōu)選的，所述離子印跡聚合物微球的制備方法包括如下步驟：

將模板離子、功能單體、交聯(lián)劑、第二鏈轉(zhuǎn)移劑和第二引發(fā)劑在第二有機(jī)溶劑條件下發(fā)生微球化反應(yīng)，得到含模板離子的聚合物微球；

脫去所述含模板離子的聚合物微球中的模板離子，得到離子印跡聚合物微球。

優(yōu)選的，所述模板離子為鋰離子、鎘離子、銅離子、鉛離子、汞離子、鎳離子、鈀離子、鈷離子、鍶離子、銫離子鈾離子、鐵離子、錫離子、砷離子和鉻離子中的一種或幾種；

所述功能單體為烯丙氧基甲基-12-冠-4醚、4-乙烯基吡啶、2-(丙烯基硫代)煙酸、乙烯基咪唑、N-烯丙基硫脲、3-烯丙基羅丹寧、甲基丙烯酸和丙烯酰胺中的一種。

優(yōu)選的，所述模板離子和功能單體的物質(zhì)的量之比為(1～2):(1～5)；

所述模板離子和交聯(lián)劑的物質(zhì)的量之比為(1～2):(8～30)；

所述模板離子的物質(zhì)的量和第二有機(jī)溶劑的體積之比為(1～2)mol:(100～150)mL。

優(yōu)選的，所述交聯(lián)劑和功能單體的總物質(zhì)的量與第二引發(fā)劑的物質(zhì)的量之比為100:(1～4)；

所述第二引發(fā)劑和第二鏈轉(zhuǎn)移劑的物質(zhì)的量之比為1:(2～5)。

優(yōu)選的，所述微球化反應(yīng)的溫度為50～100℃；

所述微球化反應(yīng)的時(shí)間為6～48小時(shí)。

本發(fā)明還提供了一種表面改性離子印跡聚合物微球，其特征在于，在離子印跡聚合物微球表面接枝有親水性單體。