[发明专利]新型固载化8-羟基喹啉型螯合吸附材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于螯合吸附材料的技术领域，具体涉及一种新型固载化8-羟基喹啉型螯合吸附材料及其制备方法。

背景技术

螯合吸附材料（包括螯合树脂），是在固体基质表面键合有对金属离子具有螯合功能基团的固体（微粒）材料。螯合功能基团有多种类型，如8-羟基喹啉型、亚胺乙酸型、Schiff 碱型、水杨酸型以及偕胺肟型等。在这些类型的螯合基团中，8-羟基喹啉是一种很强的螯合配基，Goswami A 和Wang Z 等发现它与Fe³⁺离子及Ga³⁺离子的配合常数分别高达为10³⁸ 与10⁴⁹ [Goswami A, Singh A K, Venkataramani B. Talanta, 2003, 60: 1141; Wang Z, J Miao, F S C Lee, Wang X R. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2006, 34: 459]，故8-羟基喹啉型螯合吸附材料广泛应用于多个领域，比如金属离子的分析检测、从水介质中去除重金属离子、贵重金属离子的富集与回收（固相萃取）、金属离子的分离与纯化以及传感器的构建等。USA-3886080公开了一种可用于去除废水中多种重金属离子及富集痕量金属离子的8-羟基喹啉型的离子螯合树脂的合成方法。其先将硅胶用γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性，然后将其与对硝基苯甲酰氯和三乙胺反应，得中间产物；将中间产物与连二亚硫酸钠反应，其产物再加入到含亚硝酸钠的MHCl溶液中，0-4反应一定时间，最后将该产物加入含8-羟基喹啉的无水乙醇溶液中，常温反应即得8-羟基喹啉型的螯合树脂。该方法合成步骤繁琐，用时长，且使用的硝基苯甲酰氯、亚硝酸钠及重氮中间产物都是剧毒化学品。ZL 200510044986.3公开了一种在大孔硅胶基体上固载8-羟基喹啉的合成方法。该方法先将大孔硅胶用盐酸进行预处理，然后在其上引入间隔臂（γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-氨丙基三甲氧基硅烷），再通过多聚甲醛将8-羟基喹啉固定于引入间隔臂的硅胶上，最后将产物高温干燥，酸洗，水洗，即得8-羟基喹啉型螯合树脂。该螯合树脂的8-羟基喹啉在硅胶表面的键合量在0.120-0.542mmol/g。其对Cu²⁺的饱和吸附容量为22mg/g，对Ni ²⁺的饱和动吸附容量为41mg/g。，这些树脂刚性好，且洗脱容易，但8-羟基喹啉在基体表面的键合量低，吸附容量小。

发明内容

本发明的发明目的：为了解决现有的螯合吸附材料，8-羟基喹啉在基体表面的键合量低，吸附容量小的问题，提供了一种性能稳定、刚性好、吸附重金属种类多，吸附容量大，再生洗脱简便的新型固载化8-羟基喹啉型螯合吸附材料及其制备方法，该螯合吸附材料能够高效地应用于去除水体中金属离子污染和痕量金属富集的分析。

本发明采用如下的技术方案实现：

新型固载化8-羟基喹啉型螯合吸附材料，其是将配位体8-羟基喹啉键合到硅胶微粒表面的聚甲基丙烯酸羟乙酯的侧基上，结构如式（Ⅰ），

（Ⅰ）

其中8-羟基喹啉的键合量为0.95-1.85mmol/g。

上述的新型固载化8-羟基喹啉型螯合吸附材料的制备方法，具体步骤如下：

1）、在用含氨基的硅烷偶联剂改性的硅胶微粒表面接枝聚合甲基丙烯酸羟乙酯：

将1.0g含氨基的硅烷偶联剂改性的硅胶微粒和4.5-5.5mL甲基丙烯酸羟乙酯置于90-100mLDMF和H₂O的混合溶剂中，通氮气30min，升温，向反应体系中加入0.0483-0.0591g过硫酸铵的水溶液，25-35℃下反应12-14h后，抽滤，滤饼用甲醇抽提24h，70℃烘干，得接枝有聚甲基丙烯酸羟乙酯的硅胶微粒PHEMA/SiO₂；

2）、配位体8-羟基喹啉在聚合物修饰的硅胶微粒表面的固定：