[发明专利]一种磁性镉离子表面印迹聚合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性镉离子表面印迹聚合物的制备方法，尤其是涉及到一种具有核-壳结构且具有磁性的镉离子表面印迹聚合物。

背景技术

镉主要用于制造合金﹑原子反应堆的(中子吸收)控制棒﹑电镀﹑充电电池，镉的化合物曾广泛用于制造(黄色)颜料、塑料稳定剂、(电视映像管)荧光粉、杀虫剂、杀菌剂、油漆等。随着现代工业的不断发展，大量的含镉废水排入河流而造成镉的污染。当环境受到镉污染后，镉可在生物体内富集，通过食物链进入人体引起慢性中毒。镉被人体吸收后，在体内形成镉硫蛋白，选择性地蓄积肝、肾中。从而影响肝、肾器官中酶系统的正常功能，使骨骼的生长代谢受阻碍，从而造成骨骼疏松、萎缩、变形等。目前常见的处理方法有离子交换法、膜分离法、化学沉淀法和吸附法等，而吸附法被认为是既高效又经济的方法，其中分子印迹技术因其合成的印迹聚合物对模板呈现高效的专一识别能力而得到了广泛的研究。

分子印迹技术具体是指以目标分子为模板，将具有结构上互补的功能化聚合物单体通过共价或非共价键与模板分子结合，并加入交联剂进行聚合反应，反应完成后将模板分子洗脱出来，形成一种具有固定空穴大小和形状及有确定排列方式的刚性聚合物的一类技术，相应的交联高聚物即分子印迹聚合物(Molecular Imprinting Polymers,简称MIPs)。如果以离子为模板，则该技术称为离子印迹技术，制备的产物为离子印迹聚合物（Ionic Imprint Polymers,简称IIPs）。离子印迹聚合物和分子印迹聚合物相似，除识别对象为离子外，几乎保持了分子印迹所有的优点。传统合成印迹聚合物的方法有本体聚合、悬浮聚合和沉淀聚合等，但是这些方法都存在重装能力低﹑吸附速率慢和对模板移去不完全等缺点。然而近年发展的表面印迹不但可以克服这些缺点，还具有对目标离子选择性高﹑交换阻力低﹑吸附容量高等优点。表面印迹是指在固相基质的表面上发生聚合反应，从而使印迹位点分布在固相基质的表面和外层的技术。表面印迹技术可以用硅胶、有机聚合物载体、毛细管作为基质进行聚合反应。尤以把识别位点建立在硅胶表面的印迹材料不仅具有分子印迹功能，而且具有良好的机械稳定性和热稳定性，吸附选择性高、单分散性好、粒径分布均匀等优点，因此基于硅胶表面的表面印迹技术成为研究的热点。传统方法制备印迹聚合物的过程中涉及过滤和离心，操作繁杂，而磁性印迹聚合物（M-IIP）则通过磁分离取而代之，操作简便且环保。同时磁性印迹聚合物还具有尺寸可控﹑结合位点均匀﹑物理和化学性质稳定等优点。中国专利201010139199.8采用溶胶-凝胶法，巯丙基三乙氧基硅烷为功能单体，在Fe₃O₄表面沉积后制成镉离子印迹的磁性微球。中国专利201210296056.7首先采用水热法制备Fe₃O₄纳米粒子，随后通过四乙氧基硅烷的水解反应制备硅层包裹着的Fe₃O₄@SiO₂，最后以含氮硅烷化试剂为功能单体，十六烷基三甲基溴化铵为制孔剂，四乙氧基硅烷为交联剂在Fe₃O₄@SiO₂表面沉积制备多孔铜离子印迹层。