[发明专利]一种亲水性的羟基多氯联苯分子印迹固相萃取填料及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于羟基多氯联苯分离富集技术领域，具体涉及一种亲水性的羟基多氯联苯分子印迹固相萃取填料及其制备和应用。

背景技术

多氯联苯（PCBs）作为一种人工合成的有机化合物，被广泛用于电力、化工等领域。它理化性质稳定难以降解，具有高毒性、高致癌性以及高度的生物富集性。伴随着工农业生产的发展，目前PCBs已成为全球性的污染。在细菌和高等生物（包括人类）体内，多氯联苯经过细胞色素P450酶氧化代谢主要形成羟基多氯联苯（OH-PCBs）。由于OH-PCBs化学结构与甲状腺激素类似，因此其具有类雌激素效应，能影响神经细胞发育。最近，在水体环境中如雪水、靠近污水处理厂的地表水、垃圾填埋场下游的地下水和近海岸的地表水中均检测到了高浓度的羟基多氯联苯，因此实现水体中OH-PCBs的分离富集具有重要的环境意义。

传统检测水体中羟基多氯联苯的方法主要基于气相色谱-质谱联用和液相色谱-质谱联用技术，需要一系列的样品前处理步骤，主要以液液萃取和固相萃取为主。液液萃取不仅需要特定的装置来完成萃取浓缩，还会消耗大量有毒有害的有机溶剂，造成环境二次污染。固相萃取技术具有操作简单、溶剂消耗少以及样品回收率高等优点，已广泛应用于海水中痕量有机污染物的分离富集过程。固相萃取技术常用的吸附剂主要有C18、C8、硅藻土、硅胶以及氧化铝等，然而上述吸附剂依据待测物的极性进行分离，对于极性相近的有机污染物缺乏选择性，因此上述吸附剂难以适用于复杂基体如海水中有机污染物的分离。分子印迹聚合物对模板分子具有优良的亲和性与专一选择性，而且还具有制备容易、稳定性高、成本低等优点。因此分子印迹是固相萃取技术的理想填料，能够选择性地萃取富集水体中的有机物。

经文献检索发现，Takuya Kubo等在《Analytica Chimica Acta》2007,589，180-185上发表的文章“selective separation of hydroxyl polychlorinated biphenyls(HO-PCBs)by the structural recognition on the molecularly imprinted polymers:direct separation of the thyroid hormone active analogues from mixtures”中采用溶胶-凝胶法合成了羟基多氯联苯分子印迹并将其作为色谱柱的填料，用来从混合物中分离出羟基多氯联苯，但是该文章只是停留在聚合物物理特性和分离性能的评价阶段。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种亲水性的羟基多氯联苯分子印迹固相萃取填料及其制备和应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种亲水性的羟基多氯联苯分子印迹固相萃取填料，以羟基联苯类化合物作为虚拟模板分子，与亲水性功能单体、亲水性交联剂、致孔剂和引发剂混合所得沉淀聚合物，沉淀聚合物去除虚拟模板分子获得亲水性的、高选择性的羟基多氯联苯分子印迹固相萃取填料；

所述羟基联苯类虚拟模板分子为4,4-二羟基联苯、2,2-二羟基联苯、4-羟基联苯、2-羟基联苯、3-羟基联苯中的一种或几种；

所述亲水性功能单体为丙烯酰胺、2,6-二氨基吡啶、2-乙烯基吡啶（2-VP）、4-乙烯基吡啶（4-VP）中的一种或几种；

所述亲水性交联剂为乙二醇双甲基丙烯酸酯（EGDMA）、丙烯酸三甲氧基丙烷三甲基酯（TRIM）、N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或几种；

所述引发剂为2,2’-偶氮二异丁腈（AIBN）或2,2’-偶氮二（2,4-二甲基戊腈）（ADVN）；

所述致孔剂为乙腈、甲苯、氯仿、二氯甲烷、正己烷或环己烷。

所述虚拟模板分子与功能单体的摩尔比为1:2-8，亲水性功能单体与亲水性交联剂的摩尔比为1:1-4，引发剂与亲水性功能单体的摩尔比为1:4-6，交联剂与致孔剂的体积用量摩尔比为1:2-4。

亲水性的羟基多氯联苯分子印迹固相萃取填料的制备方法，将虚拟模板分子和功能单体按上述比例溶解在致孔剂中，超声溶解后避光放置1-2小时，然后按比例加入交联剂和引发剂，溶解后通入10-20min氮气，并在氮气保护下密封，而后置于60-80℃恒温油浴锅中反应16-30小时，沉淀聚合得到聚合物；将所得聚合物真空抽滤至干，置于滤纸筒内，以甲醇-乙酸作为洗脱剂，索氏提取24-48小时除去虚拟模板分子，即得到羟基多氯联苯分子印迹固相萃取填料。