[发明专利]一种能分离锗的三明治结构磁性介孔印迹材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能分离锗的三明治结构磁性介孔印迹材料的制备方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

溶液中低浓度锗的高效提取分离一般采用萃取法，但现有工艺存在成本高、污染环境、工艺流程长、劳动强度大、连续性差、不便于操作，分离效果和收率也不理想。在生产过程中既要让金属成份分离彻底，又要让其便于回收，且收率越高越好。这就需要改进或改变原有相关方法。吸附技术具有耗能低、操作简单、选择性好等优点，可实现低浓度复杂体系中锗的高效分离。因此，有必要研究适宜于吸附低浓度锗的印迹材料。

发明内容

本发明的目的是提供了一种能分离锗的三明治结构磁性介孔印迹材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明通过如下方法方案实现：一种能分离锗的三明治结构磁性介孔印迹材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）纳米Fe₃O₄团簇的制备：按FeCl₃^.6H₂O：乙酸钠：聚乙二醇的质量比为（2.2～3.2）：（6.5～7.8）：（1.5～2.5），取FeCl₃^.6H₂O、乙酸钠和聚乙二醇，再按上述三者与乙二醇的质量体积比g/mL计为（10.2～13.5）：（5～500），将FeCl₃^.6H₂O、乙酸钠和聚乙二醇加入乙二醇中，磁力搅拌使之溶解，将得到的均一黄色混合溶液转移到聚四氟水热反应釜中密封，加热到160～250℃下反应6～72h，待自然冷却至室温，得到黑色颗粒物，用乙醇洗涤数次，再进行冷冻干燥或真空干燥，即得到纳米Fe₃O₄团簇；本步骤以乙二醇为溶剂、聚乙二醇为稳定剂、氯化铁为铁源，采用溶剂热法尺寸可控（1～600nm）、磁化强度高且单分散性好的纳米Fe₃O₄团簇；

（2）核壳结构Fe₃O₄@nSiO₂载体的制备：将步骤（1）所得纳米Fe₃O₄团簇用0.1mol/L的盐酸溶液超声处理5～20min，再用乙醇和去离子水交替洗涤数次，然后按纳米Fe₃O₄团簇与水解液的固液比g/mL计为（0.05～0.15）:（90～100），将洗涤后的纳米Fe₃O₄团簇分散到水解液中，再缓慢滴加硅源至体系中含硅离子1～100mmol/L，并搅拌1～72h，经洗涤，得到核壳结构Fe₃O₄@nSiO₂载体；加入硅源的水解过程中生成硅羟基(Si-OH)和Fe₃O₄表面的羟基发生了缩合反应，不断地水解缩合，最终在纳米Fe₃O₄团簇表面形成致密的nSiO₂包覆层；根据待处理溶液的酸度，改变硅源的用量和反应时间来调控nSiO₂包覆层的厚度，若待处理溶液的酸度越大，所需nSiO₂包覆层的厚度越厚，则相应加入硅源的量越大，反应时间越长；

（3）功能单体-模板分子主客体配合物的制备：按带官能团的硅氧烷功能单体与锗离子的摩尔比为1：（1.2～1.5），将带官能团的硅氧烷功能单体与目标锗离子溶液混合，得到功能单体-模板分子主客体配合物；

（4）聚合物母体的制备：按核壳结构Fe₃O₄@nSiO₂载体与配合物的比g/mmol计为（0.05～0.15）:（0.15～0.25），将步骤（3）所得功能单体-模板分子主客体配合物与步骤（2）所得核壳结构Fe₃O₄@nSiO₂载体分散到缩合液中，再在搅拌中滴加0.3～0.5质量份的硅源至体系中，并搅拌1～72h，经洗涤得到聚合物母体；在缓慢的水解缩合中，逐步聚合成含有CTAB自组装胶束和锗离子双重模板的聚合物母体；