[發(fā)明專利]一種金屬離子配位雙功能單體分子印跡聚合物及其制備方法和應用

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• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111777713A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 呂海霞;胡凱;范丹陽
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C08F226/06
• 分類號: C08F226/06;C08F220/06;C08F222/14;C08F8/42;C08J9/26;B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/34
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 修斯文;蔡學俊

本發(fā)明公開了一種金屬離子配位雙功能單體分子印跡聚合物及其制備方法及作為固相萃取劑的應用，屬于吸附材料制備工藝領域。以雙功能單體為分子印跡聚合物提供特異性吸附位點，引入金屬離子Co²⁺，與雙功能單體和模板形成鍵能更強的雙功能單體?金屬離子?模板的配合物，經(jīng)過聚合，洗脫和干燥得到金屬配位雙功能單體分子印跡聚合物。相對于無金屬離子介導的分子印跡聚合物，對具有分子內(nèi)氫鍵的有機污染物的吸附容量(Q=51.13 mg/g)和選擇性(IF=3.66)有所增加。因此該種材料可用于特異性萃取水溶液中的有機污染物。

技術領域

本發(fā)明屬于吸附材料制備工藝領域，具體涉及一種金屬離子配位雙功能單體分子印跡聚合物及其制備方法及作為固相萃取劑的應用。

背景技術

由于工業(yè)的快速發(fā)展，人們的生活節(jié)奏也越來越快，導致各種類型的污染物被直接排放到地表水，甚至是地下水，這對整個生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的影響。吸附法作為一種污水處理法，由于其具有成本低、效率高、操作簡單、耗時短等優(yōu)點，已經(jīng)得到了大規(guī)模的運用。在水體環(huán)境中，對人體危害最嚴重的就是有機污染物，人體只需攝入少量，便會對肝臟、生殖系統(tǒng)或腦部等人體重要器官造成不會恢復的傷害，如酚類污染物。因此開發(fā)一種具有較高吸附特性，同時可以特異性識別污染物的新型萃取材料以去除水溶液中的酚類污染物是必不可少的。

分子印跡聚合物具有吸附容量高，特異性好和合成方法簡單等特點，已經(jīng)被報道作為潛在的吸附劑去除或檢測水中的酚類污染物[Journal of Materials Science,2020, 55(16):6848-6860] [Journal of Chromatography B, 2009, 877(27):3187-3193]。然而，一般的分子印跡聚合體系采用單一功能單體，可以提供相互作用給許多模板，從而導致較低的選擇性。限制了其在處理廢水中有機物的應用。

雙功能單體的存在，限制單體與多模板的作用，相對于傳統(tǒng)的單一功能單體分子印跡聚合物而言，其具有更好的響應、更高的吸附容量和更好的選擇性。其原因可能是由于第二種功能單體的加入，很好的限制了單一功能單體提供多種相互作用給許多目標物。從而提高了其性能。然而對于具有很強的分子內(nèi)氫鍵的有機污染物而言，分子印跡聚合物很難通過氫鍵相互作用吸附目標物，導致吸附性和選擇性下降。因此，向雙功能單體分子印跡聚合物合成體系中加入金屬離子，使合成體系中形成雙功能單體-金屬離子-模板的配合物，經(jīng)過聚合、洗脫和干燥后得到金屬離子配位的雙單體分子印跡聚合物，并應用于特異性吸附有機污染物。將吸附過程中起到主要作用的氫鍵相互作用替換為鍵能更強的離子鍵，從而可以有效地提高分子印跡聚合物對具有分子內(nèi)氫鍵有機污染物的特異性識別和吸附性。目前，尚無將金屬離子配位的雙單體分子印跡聚合物應用于水樣中水楊酸的相關報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種金屬離子配位雙功能單體分子印跡聚合物及其制備方法及作為固相萃取劑的應用，通過在分子印跡聚合物的合成體系中加入雙功能單體，以增強分子印跡聚合物對目標分子的選擇性。同時在此基礎之上引入金屬離子，將單體與模板之間的氫鍵作用替換成鍵能更強的配位鍵，增加其對目標物的吸附容量。對于在環(huán)境中的水楊酸具有良好的吸附性和選擇性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種金屬配位雙功能單體分子印跡聚合物吸附劑的制備方法，具體為：

在分子印跡聚合物的聚合系統(tǒng)中，以4-乙烯基吡啶和甲基丙烯酸為雙功能單體，加入三元致孔溶劑，以金屬離子Co²⁺為樞紐，加入模板劑、交聯(lián)劑和引發(fā)劑下聚合得到剛性聚合物，經(jīng)過粉粹、研磨、篩分和洗脫得到分子印跡聚合物。

所述4-乙烯基吡啶4-VP其含量為3.6-7.2 mmol；功能單體甲基丙酰胺MAA，與4-VP為雙功能單體，且兩種功能單體的摩爾比例為1:0.5-1:1.5。