[发明专利]磁性介孔分子印迹杂化硅球的RAFT聚合制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及分子印迹杂化材料的制备，特别是一种磁性介孔分子印迹杂化硅球的RAFT聚合制备方法。

【背景技术】

从20世纪90年代以来，随着工业化生产的不断壮大与快速发展，饮用水安全受到人们的普遍重视。近年来，我国各大饮用水源都受到不同程度的工业废水的污染，对人们的身体健康和城市供水系统安全均产生严重的威胁。目前，常规的去除处理方法及检测技术，能用于控制和检测有机物及有毒物质，但对于工业废水中普遍存在的烷基酚类内分泌干扰物而言，常规去除方法及检测技术在不同程度上均存在着一定局限性。

分子印迹技术是近几十年发展起来的，属于超分子化学范畴的高分子聚合物合成技术。其核心是制备具有预定性、识别性和实用性的分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymers，MIPs)。MIP由于具有亲和性好、识别性高、使用寿命长、应用范围广等特点，已被应用在化学仿生传感器、色谱分离、固相萃取、膜分离技术、抗体-受体模拟等诸多研究领域。

RAFT(Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer，RAFT)聚合是在传统自由基聚合体系中，引入一种具有高链转移常数的二硫代酯结构的链转移试剂，从而实现自由基聚合的活性/可控。RAFT聚合具有实用单体范围广泛、反应条件温和、能够在传统自由基聚合方法中进行等优势，并且通过分子设计可合成嵌段、星型、爪型等具有特殊结构的高分子聚合物。近几年，将RAFT聚合应用到固体表面改性，丰富了RAFT聚合的应用领域。

磁性介孔硅球由于具有较高比表面积、强磁响应性、良好的生物相容性，且微球表面可通过化学、物理等手段进行表面功能化修饰。磁性介孔硅球不仅具有外壳无机聚合物的特性，而且内核的磁响应性可以使其在外磁场作用下从介质中快速地分离出来。因此，被广泛应用于靶向给药、细胞分离、固定化酶、生物医学、免疫学等生物工程领域。近年来将磁性介孔硅球与RAFT聚合相结合，在磁性介孔硅球表面接枝纳米尺寸的功能高分子聚合物，进一步拓宽了磁性聚合物微球的应用领域。

【发明内容】

本发明的目的是克服传统去除烷基酚类内分泌干扰物方法中费时、费力、去除效率低等不足，提供一种磁性介孔分子印迹杂化硅球的RAFT聚合制备方法，并将其应用于饮用水中烷基酚类内分泌干扰物的快速吸附及有效去除。

本发明的技术方案：

一种磁性介孔分子印迹杂化硅球的RAFT聚合制备方法，首先采用溶剂热方法制备Fe₃O₄磁性微球，然后通过溶胶凝胶法在Fe₃O₄磁性微球表面包覆介孔二氧化硅，得到磁性介孔硅球。最后在磁性介孔硅球表面利用RAFT分子印迹技术合成磁性介孔分子印迹杂化硅球，包括如下步骤：

1)Fe₃O₄微球的合成的制备

采用溶剂热法合成Fe₃O₄微球：将1-3mmol的FeCl₃·6H₂O溶于20-50ml乙二醇中，得到黄色透明溶液。将1-5mmol无水醋酸钠加入到上述溶液中，磁力搅拌30min后，将溶液转入50-100ml不锈钢反应釜中，放入烘箱中在180-220℃下晶化8-72h。产物用30ml乙醇洗6次，真空干燥，得到Fe₃O₄微球。

2)磁性介孔硅球的制备

将0.1-0.3g干燥后的Fe₃O₄微球超声分散到50ml，浓度为1-2mol/l的盐酸溶液中，超声分散10min后磁性分离，反复操作三次后超声分散到20-60ml去离子水中，得到水相磁流体溶液。然后将2-5ml磁流体超声分散到80ml无水乙醇和20ml去离子水中，加入1-3ml氨水，超声分散10min，使之完全分散，在电动搅拌下，加入0.5-2mlTEOS，室温下反应6-12h，磁性分离产物，用去离子水和无水乙醇洗涤3-5次。再次将上述产物超声分散在60-80ml的去离子水与0.3-0.5gCTAB的混合溶液中，加入1-2ml氨水和60-80ml的乙醇，室温下反应0.5h后，加入0.5-3ml的TEOS，反应6-12h后磁性分离产物，并用水和无水乙醇洗涤5次后，将洗涤后的磁性介孔硅球用60ml的丙酮在80℃下反复萃取24-48h，除去CTAB后60℃下真空干燥12h，得到磁性介孔硅球。