[发明专利]一种磁性蛋壳粉稳定的Pickering乳液聚合技术制备印迹微球的方法

说明书

本发明提供了一种磁性蛋壳粉稳定的Pickering乳液聚合技术制备印迹微球的方法，包括如下步骤：步骤1、蛋壳粉的制备；步骤2、亲水性四氧化三铁纳米粒子的制备；步骤3、印迹微球的制备。本发明通过Pickering乳液聚合方法制备了一种磁性印迹微球，该材料对红霉素有更好的选择性识别能力和更大的吸附容量。

技术领域

本发明涉及一种磁性蛋壳粉稳定的Pickering乳液聚合技术制备印迹微球的方法，属环境功能材料制备技术领域。

背景技术

因为具有抗菌、消炎的功效，抗生素在医疗、水产养殖、养殖场以及食品加工行业被广泛使用。由于在体内代谢不完全和在污水处理厂中降解不彻底，导致抗生素在水环境有所残留。由于多年以来抗生素的过度使用和滥用，水环境中残留的抗生素不仅人体健康造成潜在影响，而且会危害生态平衡，更为严重的是引起细菌耐药性。因此，有效去除环境中残留的抗生素是至关重要的。红霉素(EM)是一种应用广泛的大环内酯类抗生素，能够有效的对抗支原体、金黄色葡萄球菌、多种链球菌及革兰氏阴性菌和阳性菌。跟其它抗生素相似，EM也已经被释放到了环境中。例如，据报道已经在污水处理厂和河水中检测到了红霉素及其衍生物的存在。根据文献，可以有多种方法去除水溶液中的抗生素，例如生物处理、电化学、高级氧化以及膜分离等。

吸附法是去除包括抗生素在内的环境污染物的有效方法。多种吸附剂如树脂等可以用于吸附抗生素。在众多的吸附剂当中，分子印迹聚合物(MIPs)越来越受到关注，并且已经广泛用于选择性识别和去除目标污染物。因为合成MIPs所必须的功能单体、交联剂和引发剂易溶于有机溶剂中，所以MIPs通常是在有机溶剂中合成的。然而，减少合成过程中的有机溶剂的用量对于减少经济成本以及环境污染都具有重要意义。也有报道在水溶液中合成MIPs，但是这种合成方法的应用范围是非常有限的，毕竟大多数功能单体、交联剂、模板分子以及引发剂在水中溶解性不令人满意。这样看来，利用水包油型的乳液来合成MIPs是一个不错的选择，能够减少有机溶剂的用量。然而乳液的形成通常需要加入对环境有危害的表面活性剂。如果在乳液体系中，用固体粒子代替表面活性剂，那么得到的乳液就是一种无皂乳液，即通常所说的Pickering乳液。通过这种乳液聚合方法可以制得稳定性优异的微米尺寸的印迹聚合物微球。与其它聚合方法相比，Pickering乳液聚合方法具有很多优点，如合成方法简单、聚合物产量高、能够很好的控制聚合物的形状和尺寸，这也使得制备的MIPs更加适合应用于SPE。

为了设计和制备得到稳定的Pickering乳液，选择合适的固体粒子作为Pickering乳液的稳定剂是至关重要的。Pickering乳液通常包括两种水包油(O/W)和油包水(W/O)类型，乳液的类型是由固体粒子的润湿性决定的，并且可以通过调节所选用的固体粒子的亲水或疏水性质来控制乳液的类型。粒子的润湿性通常以粒子在油水两相界面上的接触角θ来表示。在没有表面活性剂存在的情况下，之所以能够形成稳定的乳液，是因为固体粒子能够吸附在油水两相的界面，并且阻止分散在水中的油珠之间的合并。当θ＝90°，粒子在界面的吸附作用是最强的，大多数情况下所制备的乳液也是最稳定的。因此，θ稍低于或稍高于90°的固体粒子是很好的水包油或油包水型的Pickering乳液稳定剂。如果粒子的表面非常亲水(θ非常小)，那么固体粒子会被水润湿而无法吸附在油水界面上，而是分散在水相中。同样，如果粒子非常疏水(θ非常大)，那么粒子会被油相完全润湿而无法稳定乳液。到目前为止，有许多固体粒子被用来作为Pickering乳液的稳定剂。然而，为了满足稳定乳液所需要的粒子润湿性的要求，通常需要对固体粒子的表面进行修饰，包括化学接枝有机分子(如硅球表面硅烷化)或者是吸附长链的两亲性分子。表面修饰的过程比较复杂，而且耗时、耗力、耗费资金。因此，找到具有合适润湿性的固体粒子是非常有意义和价值的，因为这样的粒子无需表面修饰，可以直接用作Pickering乳液的稳定剂。