[发明专利]一种金属离子固定化改性硅胶整体柱及其制备方法

说明书

本发明公开了一种金属离子固定化改性硅胶整体柱及其制备方法，其是由含金属离子的功能单体、纳米笼型硅氧烷交联剂、致孔剂和引发剂组成；所述致孔剂是以苯类致孔剂、醇类致孔剂、酰胺类致孔剂组成的三元体系。本发明基于聚合组分在毛细管中原位一锅法聚合，将含有电中性‑Si‑O‑交替连接的纳米笼型硅氧骨架组成的杂化体系与金属离子螯合单体均匀聚合，形成表面固定化锌离子的三维结构杂化硅胶整体柱。所制备的整体柱通透性好、机械强度高，表面具有二价正电荷锌离子，可用于极性物质的配位分离。

技术领域

本发明属于分析化学领域，具体涉及一种金属离子固定化改性硅胶整体柱及其制备方法。

背景技术

固定化金属离子亲和色谱是基于固定化的金属离子能与待测物质阴离子基团之间发生配位作用的一种极性物质高效分离技术。固定化金属离子亲和色谱的性能不仅与键合的金属螯合基团种类密切相关，也和固定化金属离子载体的种类和结构性能息息相关。传统的固定化金属离子配位材料中，每个金属离子一般和一个亚氨基二乙酸（IDA）或氨基三乙酸（NTA）配体配位，容易在上样或洗脱过程中损失。

多孔整体材料是近年发展起来的一种新型的色谱分离介质，其同时具有大的通孔和小的扩散孔的多孔结构，具有较好的通透性、较低的反压。有机-无机杂化硅胶整体柱作为最新发展的改性硅胶柱，综合了有机聚合反应的简便性和硅胶骨架的刚性，结构稳定、表面化学性质丰富。基于杂化硅胶整体材料，可使固载金属离子的比表面积大，耐酸碱性强，传质速率得以显著提高。因此，开发高度聚合、大比表面积的金属离子固定化色谱固定相得到了研究人员的广泛关注。

纳米复合材料是以聚合基体为连续相，将纳米尺寸的粒子、纤维、纳米碳管等分散相均匀性地分散于基体材料中，形成的含有纳米尺寸材料的均一相复合体系。纳米笼型聚倍半硅氧烷具有由-Si-O-交替连接的硅氧骨架组成的无机内核，通过反应基团与聚合单体之间的接枝或者共聚反应，可以实现刚性纳米笼在分子层上的均匀分散。引入立体笼型聚倍半硅氧烷，在八面体端基上键合共聚含有金属离子的功能单体，制备比表面积大，耐酸碱性强、高度交联结构的金属离子功能化的纳米材料聚合整体柱，可以提供稳定的固定化金属离子与待测物质之间的配位作用，有助于满足极性物质的高效分离。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属离子固定化改性硅胶整体柱及其制备方法。本发明基于原位一步聚合，将含有电中性-Si-O-交替连接的纳米笼型硅氧骨架组成的杂化体系与金属离子螯合单体均匀聚合，形成表面固定化锌离子的的三维结构杂化硅胶整体柱。通过在纳米笼八面体端基烯键上共聚含金属离子的功能单体，制备出比表面积大、耐酸碱性强、具高度交联结构的金属离子功能化的纳米材料聚合整体柱，其固定化金属离子能够与待测物质稳定配位，适用于极性物质的配位分离。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种金属离子固定化改性硅胶整体柱，其由含金属离子的功能单体、纳米笼型硅氧烷交联剂、致孔剂和引发剂组成；所述致孔剂是以苯类致孔剂、醇类致孔剂、酰胺类致孔剂组成的三元体系。

按质量百分数之和为100%计，各组分所占质量百分数为：含金属离子的功能单体17.96%~27.90%，纳米笼型硅氧烷交联剂4.99%~6.98%，苯类致孔剂12.95%~14.96%，醇类致孔剂17.45%~22.44%，酰胺类致孔剂32.39%~38.38%，引发剂0.25%~0.35%。

其中，所述含金属离子的功能单体为二甲基丙烯酸锌，其含有二价正电荷锌离子；

所述纳米笼型硅氧烷交联剂为八甲基丙烯酸酯基笼型倍半硅氧烷，其含有电中性-Si-O-纳米笼型刚性结构；

所述苯类致孔剂为甲苯；

所述醇类致孔剂为十二醇；

所述酰胺类致孔剂为N，N-二甲基甲酰胺；

所述引发剂为偶氮二异丁腈。