[发明专利]一种吸附二苯并噻吩的印迹碳微球的制备方法

权利要求书

1.一种吸附二苯并噻吩的印迹碳微球的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：碳微球、二苯并噻吩、二甲基丙烯酸乙二醇酯、2-乙烯基吡啶、偶氮二异丁腈、N,N-二甲基甲酰胺、无水乙醇、冰乙酸、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、正己烷、硝酸、硫酸、去离子水，其组合用量如下：以克、毫升为计量单位

碳微球：C，1.5g±0.01g

二苯并噻吩：C₁₂H₈S，0.4g±0.01g

二甲基丙烯酸乙二醇酯：C₁₀H₁₄O₄，10mL±0.01mL

N,N-二甲基甲酰胺：C₃H₇NO，100mL±1mL

2-乙烯基吡啶：C₇H₇N，10mL±0.01mL

偶氮二异丁腈：C₈H₁₂N₄，0.06g±0.001g

无水乙醇：C₂H₅OH，10000mL±50mL

冰乙酸：C₂H₄O₂，2000mL±10mL

γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷： C₁₀H₂₀O₅Si，10mL±0.1mL

正己烷：C₆H₁₄，1000 mL±10mL

硝酸：HNO₃，100mL±1mL

硫酸：H₂SO₄，120mL±1mL

去离子水：H₂O，20000mL±100mL

制备方法如下：

（1）精选化学物质材料

    对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度、浓度控制：

    碳微球：固态粉体 99.99%

二苯并噻吩：固态粉体 98%

二甲基丙烯酸乙二醇酯：液态液体 98%    

N,N-二甲基甲酰胺：液态液体 99.5%

2-乙烯基吡啶：液态液体 97% 

偶氮二异丁腈：固态粉体 99%  

无水乙醇：液态液体 99.7%

    冰乙酸: 液态液体 99.5%

    γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷：液态液体 95%

    正己烷：液态液体 98%

硝酸：液态液体 浓度65%

硫酸：液态液体 浓度98%

去离子水：液态液体 99.99%

研磨、过筛、细化处理碳微球

称取碳微球1.5g±0.01g，将碳微球用玛瑙研钵、研棒进行研磨，用650目筛网过筛，研磨、过筛重复进行，碳微球成细粉；

（3）氧化处理碳微球

                                                 氧化处理碳微球是在烧杯中进行的，是在超声分散仪内、在水浴加热、搅拌下完成的；

    称取碳微球1g±0.01g，由加液漏斗加入烧杯中，将烧杯置于超声分散仪水槽内；

  开启超声分散仪，超声功率为59KHz，温度升至70℃±2℃，然后将硫酸90mL、硝酸30mL由加液漏斗加入烧杯中；

 烧杯内的搅拌磁子开始搅拌，搅拌氧化时间60min±2min，成：氧化物溶液；

    碳微球在氧化过程中将进行化学反应，反应式如下：

     式中： 

     C-OH: 含羟基的氧化碳微球

     NO₂: 二氧化氮

     SO₂: 二氧化硫

     CO₂: 二氧化碳

     ⑥氧化反应后，关闭超声分散仪，然后在烧杯内的氧化物溶液内加入去离子水1000mL，使氧化碳微球沉降；

     ⑦抽滤

将氧化物溶液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，滤膜上留存产物滤饼，废液抽至滤瓶中；

     ⑧去离子水洗涤、抽滤、测量控制pH值

    将产物滤饼置于烧杯中，加入去离子水200mL，用搅拌器搅拌洗涤5min；

    然后将洗涤液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，滤膜上留存产物滤饼，废液抽至滤瓶中；

    去离子水洗涤、抽滤重复进行十次；

    在洗涤抽滤过程中，测量氧化物溶液酸碱度，使pH值为7，呈中性；

洗涤、抽滤后得产物滤饼；

⑨真空干燥

将产物滤饼置于真空干燥箱中进行干燥，干燥温度50℃±2℃，真空度10Pa，干燥时间480min，干燥后得氧化碳微球；

（4）修饰改性碳微球

修饰改性碳微球是在三口烧瓶、水浴缸、电热搅拌皿上进行的；

①称取氧化碳微球0.3g加入三口烧瓶中；

将无水乙醇45mL加入三口烧瓶中；       

      将去离子水15mL加入三口烧瓶中；

      将硅烷偶联剂γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷1mL置于三口烧瓶中；

②开启电热搅拌皿，温度由20℃升至65℃±2℃，并搅拌；

③加热搅拌120min±2min，进行修饰改性反应；

④在修饰改性反应中将发生化学反应，反应式如下：

式中：

C-C₉H₁₇O₅Si：硅烷化的碳微球

CH₃OH：甲醇

⑤修饰、改性反应后，关闭电热搅拌皿，停止加热搅拌，使其冷却至25℃；得修饰改性溶液；

⑥抽滤

将修饰改性溶液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，滤膜上留存产物滤饼，废液抽至滤瓶中；

⑦真空干燥

将产物滤饼置于真空干燥箱中进行干燥，干燥温度50℃±2℃，真空度10pa，干燥时间480min±2min；

干燥后得：修饰改性碳微球，即硅烷化碳微球；

制备印迹碳微球

制备印迹碳微球是在三口烧瓶、电热搅拌皿、水浴缸上进行的；

    ①将二苯并噻吩0.184g加入三口烧瓶中，将无水乙醇10mL、N,N-二甲基甲酰胺10mL、2-乙烯基吡啶0.43mL加入三口烧瓶中；

②开启电热搅拌皿，使温度保持在25℃，并开始搅，搅拌时间60min±2min，使二苯并噻吩与2-乙烯基吡啶充分作用；

③开启电热搅拌皿加热器，将修饰改性碳微球0.1g加入三口烧瓶中，然后加入交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯3mL，温度升至70℃±2℃，然后加入引发剂偶氮二异丁腈0.01g，继续搅拌1440min，并进行反应；

④在制备印迹碳微球过程中将发生化学反应，反应式如下：

式中：

    C-C₃₈H₄₆O₉NSiS：含有二苯并噻吩的印迹碳微球

⑤反应后，关闭电热搅拌皿，使三口烧瓶在水浴缸内自然冷却至25℃，成：印迹碳微球反应溶液；

⑥离心分离

将印迹碳微球反应溶液置于离心管中进行离心分离，以8000rpm的转速离心分离反应液，离心管上部为废液，底部为产物；

⑦无水乙醇+冰乙酸洗涤、离心分离，除去二苯并噻吩

配制无水乙醇+冰乙酸混合溶液；

将无水乙醇720mL、冰乙酸80mL置于烧杯中，搅拌10min，成：无水乙醇冰乙酸混合溶液；

将无水乙醇冰乙酸混合溶液30mL加入到离心管中，离心分离洗涤印迹碳微球；

洗涤、离心分离重复进行10次；

洗涤后除去二苯并噻吩，形成空穴，离心分离后得：印迹碳微球；

⑧真空干燥

将洗涤、离心分离后的印迹碳微球置于真空干燥箱中干燥，干燥温度50℃±2℃，真空度10Pa，干燥时间480min±2min；

⑨正己烷洗涤、离心分离

将印迹碳微球置于烧杯中，加入正己烷200mL，搅拌洗涤5min；

洗涤后除去二苯并噻吩分子，得终产物：印迹碳微球滤饼；

⑩真空干燥

将终产物印迹碳微球滤饼置于真空干燥箱中干燥，干燥温度50℃±2℃，真空度10Pa，干燥时间480min±2min；

干燥后得终产物：印迹碳微球；

检测、分析、表征

对制备的印迹碳微球的色泽、形貌、结构、化学物理性能进行检测、分析、表征；

用场发射扫描电子显微镜进行形貌分析；  

用热重分析仪进行热稳定性分析；

用气相色谱仪进行吸附测量；

结论：印迹碳微球为黑色粉体颗粒，颗粒直径为100-200nm，印迹碳微球表面呈不规则空穴状；

产物储存

对制备的印迹碳微球产物储存于棕色透明的玻璃容器中，密闭避光储存，置于干燥、洁净环境，要防水、防晒、防潮、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃±2℃，相对湿度≤10%。