[發明專利]一種六價鉻陰離子印跡的核殼型磁性熒光傳感微球

在審

• 申請號: 201710963433.0
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107573468A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 代昭;余荃;武文靜
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C08F292/00
• 分類號: C08F292/00;C08F212/36;C08F220/54;C08F226/12;C08F222/10;C08J9/26;B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/22
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技術領域

本發明涉及一種六價鉻陰離子印跡的核殼型磁性熒光傳感微球，該微球不僅具有從水中選擇性吸附六價鉻陰離子，例如Cr₂O₇^2-，且能夠檢測此時體系中六價鉻陰離子的濃度。

背景技術

隨著現代工業的發展，重金屬對環境的污染和生物的危害已經較為嚴重，這主要是由于重金屬的污染與一般的有機物污染不同，重金屬在環境中多處于離子狀態，因此難以被自然界和普通化學或生物方法分解消耗，導致此類污染物在環境和生物體中累積，并通過食物鏈的方式進行傳遞，所以人類健康造成較大的傷害。對于常見的危害性較大的Hg²⁺、pb³⁺等陽離子重金屬污染物，常規的離子交換樹脂交換法即可以實現較好的去除。鉻是一種具有多種價態的金屬元素，通常以二價鉻Cr(II)、三價鉻Cr(III)和六價鉻Cr(VI)的形式存在居多。鉻的毒性與存在的價態有非常緊密的聯系，其中二價鉻Cr(II)基本是無毒性的，對人身體無影響；大量的三價鉻Cr(III)會降低人體的抗氧化能力并破壞身體的免疫系統；六價鉻Cr(VI)的毒性比三價鉻Cr(II)高得多，主要積聚于肝及腎，具有一定的致癌性，并導致肝、腎、心血管等的損害。由于多數Cr(III)化合物都難溶于水，因此對環境的危害相對較小；而六價鉻化合物，例如K₂Cr₂O₇等，大都易溶于水，因此很容易在水和土壤中沉積，對環境和人體的危害更大。我國對含鉻水體的排放有嚴格的標準，根據《工業企業設計衛生標準》，地面水中的六價鉻最高容許濃度為0.05mg/L；《工業“三廢”排放試行標準》中，含六價鉻的工業廢水最高容許排放濃度為0.5mg/L；《污水綜合排放標準》中，總鉻最高容許排放濃度為1.5mg/L，六價鉻為0.5mg/L；而生活飲用水衛生標準》中規定，六價鉻不超過0.05mg/L。目前，水處理行業上，常用的處理方法包括向重金屬污染的水體施加石灰、NaOH、Na₂S等物質，使重金屬形成沉淀去除，降低重金屬對水體的危害。對于六價鉻含量較高的廢水，還可以采用硫酸亞鐵與三氧化硫將六價鉻還原為三價鉻的方法進行處理，但是以上兩種方法都需要額外添加化學試劑，增加額外的環境負擔，且方法繁瑣。

因此，本專利所述熒光印跡微球是使用磁性Fe₃O₄作為微球的內核，使用N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)作為能夠吸附六價鉻陰離子的單體，N-乙烯基咔唑(NVC)作為熒光單體，使用蒸餾沉淀聚合技術在Fe₃O₄內核表面引發聚合，制備了一種新型的核殼型熒光微球，這種微球不僅可以對六價鉻陰離子進行選擇性的吸附，而且吸附六價鉻陰離子后將導致微球的熒光發生淬滅，從而可以通過直接測量熒光的變化情況得知檢測體系中六價鉻陰離子濃度。所述熒光印跡微球具有磁性，可在磁場作用下分離，使用鹽酸等浸泡微球可以使微球得到再生。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明所要解決的主要技術問題是制備一種可以特異性吸附六價鉻陰離子并通過吸附前后自身熒光的變化表明體系中六價鉻陰離子濃度的微球。這種微球采用在磁性Fe₃O₄納米微球為內核，以N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)作為能夠吸附聚合單體，N-乙烯基咔唑(NVC)作為熒光單體，K₂Cr₂O₇作為離子模板，在Fe₃O₄微球表面引發聚合，再去除掉K₂Cr₂O₇模板后，得到了一種核殼型的磁性熒光微球，使本發明所述的熒光微球同時具有了六價鉻陰離子的選擇吸附特性、熒光傳感性能以磁分離性能。

(二)技術方案