[發(fā)明專利]一種鈰離子印跡磁性納米材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110238689.1
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113000035B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 練鴻振;花玉;張森;李嘉元;盛東;陳逸珺
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;B01D15/08;C02F1/28;G01N27/62
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務(wù)所 32346
• 代理人: 蔣海軍;吳雪健

本發(fā)明公開了一種鈰離子印跡磁性納米材料及其制備方法與應(yīng)用，屬于檢測技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過在Fe₃O₄納米粒子表面制備有機(jī)?無機(jī)雜化材料HM，而后再以包裹雜化材料的納米Fe₃O₄，即Fe₃O₄@HM為固相載體，結(jié)合表面離子印跡技術(shù)，制備得到一種機(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性良好的鈰離子印跡磁性納米材料Ce(III)?MIIP，該納米材料對Ce(III)具有優(yōu)異的選擇性，抗干擾能力強(qiáng)，可用于特異性分離富集Ce(III)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于檢測技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種鈰離子印跡磁性納米材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

鈰(Ce)作為自然界中豐度最高的一種稀土金屬元素，因其獨特的性能在軍事、電子、冶金、陶瓷、玻璃、石油化工等方面被廣泛應(yīng)用。隨著鈰及其化合物的大量使用，直接暴露于環(huán)境中的鈰也不斷增加，并隨之進(jìn)入河流、土壤和空氣中。環(huán)境中的鈰不僅影響生態(tài)系統(tǒng)，而且難以通過代謝排出體生物外，具有積蓄毒性；另一方面，礦產(chǎn)品中某些特征性的痕量稀土元素的存在和含量能夠反映礦物的成因和產(chǎn)地信息，因此對環(huán)境樣品和礦產(chǎn)品中的稀土鈰元素進(jìn)行準(zhǔn)確測定具有重要意義。

納米Fe₃O₄由于具有很好的磁響應(yīng)，故常對其表面進(jìn)行改性以制備復(fù)合型磁性材料，用于對環(huán)境污染物包括重金屬離子等的吸附，吸附完成后通過外部磁場可以實現(xiàn)快速分離。盡管這類磁性復(fù)合材料具有高吸附容量和好的穩(wěn)定性，但是由于大多數(shù)實際樣品中存在著大量共存物質(zhì)，在復(fù)雜基質(zhì)的干擾下，這類材料往往無法實現(xiàn)對目標(biāo)物質(zhì)的專一性吸附，使得其廣泛使用受到限制。

離子印跡技術(shù)通過制備具有與目標(biāo)離子相匹配的結(jié)合位點的離子印跡材料，能夠特異性地識別目標(biāo)離子，具有優(yōu)異的選擇性。近年來，離子印跡技術(shù)受到人們越來越多的關(guān)注。傳統(tǒng)的離子印跡材料，通常通過本體聚合的方法得到。雖然這樣得到的聚合物具有很好的選擇性，但是吸附位點易被包埋、吸附容量低等缺點限制了其使用。而表面離子印跡技術(shù)是將吸附位點構(gòu)建在一種固相基質(zhì)表面，從而能夠有效提高傳質(zhì)速率并在一定程度上避免包埋位點過深不易識別目標(biāo)物質(zhì)等問題。在表面離子印跡技術(shù)中，固相載體的選擇至關(guān)重要，常用的有SiO₂、TiO₂和Fe₃O₄等。

經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)?01310739084.6，申請日2013年12月23日的中國發(fā)明專利申請公開了一種磁性鋅離子表面印跡聚合物的制備方法，該方法首先利用“共沉淀法”和“溶膠-凝膠法”合成磁性Fe₃O₄@SiO₂微球，并用酸處理以提高其表面羥基含量；然后利用“兩步法”將可聚合雙鍵引入到Fe₃O₄@SiO₂微球表面，即先利用氨基硅烷偶聯(lián)劑將氨基接枝到微球表面，再利用酸酐和氨基的反應(yīng)生成雙鍵；最后以Fe₃O₄@SiO₂微球為載體，Zn(II)為模板，二甲基丙烯酸乙二醇酯為交聯(lián)劑，甲基丙烯酸和水楊醛肟為單體進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)完后洗去模板Zn(II)，得到在Fe₃O₄@SiO₂微球表面大量分布Zn(II)印跡空穴的聚合物層。該聚合物的合成過程需要分層包裹，先包裹SiO₂，再包裹乙烯基，合成步驟相對繁瑣。另外，目前以Fe₃O₄為固相載體、利用“分步法”表面印跡技術(shù)進(jìn)行金屬元素富集的材料合成方法相對復(fù)雜，而且材料的穩(wěn)定性較差，從而會影響測定結(jié)果的重現(xiàn)性。

發(fā)明內(nèi)容

1.要解決的問題