[发明专利]一种温敏型磁性磺胺二甲嘧啶分子印迹吸附剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属环境功能材料制备技术领域，涉及一种温敏型磁性磺胺二甲嘧啶分子印迹吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

分子印迹技术是制备对某一特定分子具有专一识别性的高分子材料的有效方法，制备的高分子材料称为分子印迹聚合物（MIPs）。传统本体聚合制备的MIPs具有高度交联的本质，模板分子不易有效从聚合体中脱除，从而造成了MIPs对模板分子的识别动力学性能和饱和吸附容量较差。表面分子印迹技术通过把分子识别位点建立在基质材料的表面，较好的解决了传统分子印迹技术存在的上述严重缺陷。由于具有较大的比表面积、廉价的成本和优良的耐酸碱性能，二氧化硅（SiO₂）成为了应用最为广泛的印迹基质材料。

为了简化MIPs的分离回收过程，许多科研工作者尝试将具有超顺磁性的纳米粒子如四氧化三铁（Fe₃O₄）或三氧化二铁（γ-Fe₂O₃）作为印迹基质来制备磁性分子印迹聚合物（MMIPs），MMIPs能同时实现选择性识别目标物和在外磁场作用下的快速分离。但Fe₃O₄和γ-Fe₂O₃容易团聚，且用其制备的MMIPs易出现漏磁现象。将硅层预先包覆在Fe₃O₄或γ-Fe₂O₃表面获得的磁性核壳复合材料用于制备MMIPs，可以有效解决传统MMIPs存在的问题。

近年来，智能印迹体系制备出的能对磁场、光源、温度和pH值产生响应作用的MIPs成为了研究的热点。如为了对MIPs的识别过程进行控制，一些课题组尝试了将温敏单体N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）用于制备温敏型分子印迹聚合物（TMIPs），通过温度这个“开关”实现了理想的可逆吸附/释放效果，聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）的温敏型印迹聚合物也是一种典型的智能印迹体系。目前的TMIPs主要以本体聚合制备，吸附容量和动力学性能较差，同时TMIPs的分离回收过程比较繁琐。发明人首次将TMIPs成功的建立在磁性埃洛石纳米管表面，制备了温敏磁性分子印迹聚合物（TMMIPs），但将TMIPs建立在磁性二氧化硅复合材料表面的研究尚未有报道。

近年来，随着抗生素的广泛生产和使用，地表水和食品都已检测到了抗生素残留的存在。由于抗生素残留存在遗传变异、抗药性、双重感染、毒理性和过敏性反应等负面作用，及时检测和处理环境水体中抗生素残留很有必要。但环境水体中成分复杂，选择性识别与分离目标抗生素残留显得尤为重要。常见的磺胺类抗生素有磺胺嘧啶(Sulfadiazine)、磺胺二甲嘧啶(Sulfamethazine)、磺胺甲恶唑(Sulfamethizol)、磺胺异恶唑(Sulfafurazole)、磺胺间甲氧嘧啶(Sulfamonomethoxine)等，目前已证实由此类药物引起的人体组织损害超过95%是磺胺二甲嘧啶造成的。我国农业部第235号公告规定其在肉类、奶质品中最高残留量100 μg/kg，其中磺胺二甲嘧啶最高残留量仅为25 μg/kg。目前就检测食物、水体、土壤等中的抗生素残留量，研究者们做了大量的分析研究工作。磺胺二甲嘧啶（SMZ）是一种有效的磺胺类抗生素，在生物医药和临床医学领域得到了充分发展和运用，针对其在环境中的残留检测，正是本发明所要解决的问题。

发明内容

本发明通过简单有效的溶胶-凝胶法制备了γ-Fe₂O₃/SiO₂磁性复合材料，接着利用3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷（MPS）对磁性复合材料进行了乙烯基改性，随后以制得的乙烯基改性磁性复合材料（MPS-γ-Fe₂O₃/SiO₂）为基质材料，磺胺二甲嘧啶（SMZ）为模板分子，丙稀酰胺（AAM）为功能单体，N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为温敏单体，乙二醇二(甲基丙烯酸)酯（EGDMA）为交联剂，2,2'-偶氮二已丁腈（AIBN）为引发剂，通过自由基聚合过程制备温敏磁性分子印迹聚合物（TMMIPs），并将吸附剂用于水溶液中磺胺二甲嘧啶（SMZ）的选择性识别和分离。

本发明采用的技术方案是：

（1）乙烯基改性磁性复合材料（MPS-γ-Fe₂O₃/SiO₂）的制备