[发明专利]乳液聚合制备多孔磁性印迹吸附剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用皮克林（Pickering）乳液聚合制备多孔磁性印迹吸附剂的方法，属环境功能材料制备技术领域。 

  

背景技术

分子印迹聚合物(MIPs)是一类能对模板分子产生特异性吸附的吸附剂。在制备MIPs的过程中，水包油的乳液反应体系能大量减少有机溶剂的使用，降低对环境的污染。其中，Pickering乳液是用固体颗粒代替表面活性剂作为乳液的稳定剂的一种无皂乳液。Pickering乳液有自己的优势：它可以大大减少表面活性剂的使用，节约成本，对环境友好。在过去的几十年里，Pickering乳液已应用在核壳复合微纳米粒子的制备上。通过使用特定的功能性微粒，Pickering乳液能制备具有特定功能的微纳米粒子。埃洛石纳米管（HNTs）是一种容易获得的廉价矿物原材料。它们是中空的纳米管。此外，四氧化三铁，通常用于赋予材料磁性，磁性分子印迹聚合物有一定的优势，可以进行磁辅助分离，这是有效和快速的。它们作为Pickering乳液的稳定剂是一个不错的选择。 

拟除虫菊酯种类丰富，它们被广泛用于世界各地的水产养殖业、农业、家庭以及公共场所的害虫防治。菊酯类农药对哺乳动物具有相对较低的的毒性，对环境的持久等优点，所以逐渐取代老一代有机氯，有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂。然而，拟除虫菊酯残留在环境中可能会损害中枢神经系统，并且被怀疑有内分泌干扰效果，对鱼类，蜜蜂和人类的健康也有坏影响。环境中的菊酯类农药残留必须检测，更重要的是分离。分子印迹（MIPs）已被用于选择性地识别和吸收目标污染物，能有效地处理这些问题。因此，用磁性埃洛石纳米管作为Pickering乳液的稳定剂，用Pickering乳液聚合制备多孔/磁性分子印迹聚合物（PM-MIPs）。制备的PM-MIPs作为吸附剂选择性吸附分离拟除虫菊酯。 

  

发明内容

本发明通过Pickering乳液聚合法制备了多孔磁性分子印迹（PM-MIPs）。首先，对埃洛石纳米管(HNTs)进行活化。在HNTs的管内填充Fe₃O₄纳米粒子，制备磁性埃洛石纳米管（HNTs/Fe₃O₄）。接着，用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）对HNTs/Fe₃O₄进行乙烯基修饰。得到的乙烯基改性过的磁性埃洛石纳米管（HNTs/Fe₃O₄-KH570）作为Pickering乳液的稳定剂，HNTs/Fe₃O₄-KH570和引发剂2,2-偶氮二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐（AAPH）加入到水中，分散后作为水相。三氟氯氰菊酯（LC）作为模板分子，甲基丙烯酸（MAA）作为功能单体，乙二醇二(甲基丙烯酸)酯（EGDMA）作为交联剂，氯仿作为制孔剂和有机溶剂，混合作为油相。将水相加入到油相中，然后超声制备成Pickering乳液。接着进行Pickering乳液聚合，制备成多孔磁性分子印迹聚合物（PM-MIPs）。随后，用甲醇：醋酸（V/V 95:5）混合液洗去模板分子，获得的磁性中空印迹聚合物在50℃真空干燥。最后，多孔磁性分子印迹聚合物用于水溶液中三氟氯氰菊酯的选择性识别和分离。 

  

本发明采用的技术方案是：

乳液聚合制备多孔磁性印迹吸附剂的方法，其特征在于按照下述步骤进行：

（1）埃洛石纳米管(HNTs)的活化：

块状埃洛石纳米管经研磨粉碎过100筛，埃洛石纳米管在硝酸水溶液中70^oC回流8-10h；用蒸馏水洗至中性，真空干燥后在200 ^oC高温下煅烧2h，随后，在50-60^oC下烘干备用；

（2）磁性埃洛石纳米管(HNTs/Fe₃O₄)的合成和乙烯基改性（HNTs/Fe₃O₄-KH570）：