[发明专利]一种可检测重金属的环糊精修饰的聚合物量子点及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于重金属吸附材料技术领域，具体涉及一种可检测重金属的环糊精修饰的聚合物量子点及其制备方法。

背景技术

量子点是直径小到2-10nm的半导体纳米晶体材料，具有量子尺寸效应、介电效应、小尺寸效应、表面效应、库存阻塞及量子隧穿效应而表现出独特的光电及化学性能，在生命科学、材料科学等传统以及各新兴领域中发挥着越来越重要的作用。但是量子点的制备工艺较为复杂，表面容易发生氧化和吸附、量子点之前容易团聚,而且含有重金属离子，限制了量子点的适用领域。

聚合物因具有物理化学性能稳定、质量轻、光学透明、机械性能良好、易于成型加工等优点，将聚合物的粒径缩小至量子点领域，即可大幅度提高量子点的稳定性能和安全性能，更有利于量子点在更多领域的运用。

重金属污染是指由于人类活动，致使环境中存在较高含量的重金属，从而对生物体产生毒害性，并造成生态系统恶化的现象。重金属是指密度大于4.5kg/dm3的金属元素，主要包括铅、汞、铬、镉、铁、镍、金、银、铜等约40余种。作为一类危害很大的污染物，重金属的污染过程具有来源广、可累积性、不可降解性和长期性等特点，它们不仅危害土壤和农田生态系统，造成农作物产量及品质的下降，还会污染地表水和地下水，含重金属的颗粒粉尘也会造成严重的大气污染，严重的重金属污染还会危及人类的生命和健康。

中国专利CN102617772B公开的一种重金属离子水处理的聚苯乙烯微球的制备方法，将3-(羟基苯基膦酸)丙酸、丙烯酸-2-羟基乙酯、二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶于二氯甲烷中反应形成两亲功能性共聚单体，再与苯乙烯单体混合，二乙烯基苯为交联剂，过硫酸铵为引发剂，聚合聚合制备得到表面功能化的聚苯乙烯微球。该表面功能化的聚苯乙烯微球的表面含有次磷酸基团，大大提高了聚苯乙烯微球对重金属离子的吸附作用。中国专利CN101298040B公开巯基功能化聚乙烯醇-明胶复合交联微球吸附剂及其制备方法，该吸附剂以明胶和聚乙烯醇为主要原料，戊二醛水溶液为固化剂，制备得到微球，在利用环硫氯丙烷作为功能单体，使微球表面巯基功能化，该吸附剂的力学强度和尺寸稳定性好，表面含有硫醚、硫醇、氨基乙基酰胺基等活性吸附基团，对重金属有较好的吸附性能。但是目前聚合物微球用于重金属离子吸附方面的研究并不成熟，灵敏性也不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可检测重金属的环糊精修饰的聚合物量子点及其制备方法，制备含氨基和巯基的聚合物量子点表面修饰环糊精，进一步提高吸附剂对重金属吸附量、灵敏度，本发明制备方法低成本、绿色环保，不含重金属，细胞毒性小。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种可检测重金属的环糊精修饰的聚合物量子点，所述可检测重金属的环糊精修饰的聚合物量子点包括环糊精修饰层和聚合物量子点，所述聚合物量子点包括邻苯二胺-间苯二胺聚合物、邻苯二胺-半胱氨酸聚合物或者间苯二胺-罗丹明B聚合物，所述可检测重金属的环糊精修饰的聚合物量子点对重金属离子有很高的选择性和灵敏性。

作为上述技术方案的优选，所述重金属离子为Hg²⁺、Cu²⁺和Ag⁺。

本发明还提供一种可检测重金属的环糊精修饰的聚合物量子点的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氨基来源单体加入到蒸馏水中，然后超声溶解，加入半胱氨酸溶液，加入过硫酸铵溶液，搅拌20-40s得到混合溶液；

(2)将混合溶液转移至内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜的内衬中，并将聚四氟乙烯内衬置于高压反应釜的钢制外套中，在160-200℃下进行高温水热反应12-72h后，冷却至室温，将产物离心分离出较大的颗粒，将上清液在50-65℃下干燥即可，得到聚合物量子点；

(3)将环糊精和硼氢化钠加入水中，在35℃下搅拌至浆状，然后先后滴加环氧氯丙烷和40wt％的氢氧化钠溶液，搅拌混合，将聚合物量子点和液态石蜡加入其中，加热反应20h，得到可检测重金属的环糊精修饰的聚合物量子点。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中氨基来源为邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺中的一种或者几种。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中聚合物量子点包括邻苯二胺-间苯二胺聚合物、邻苯二胺-半胱氨酸聚合物或者间苯二胺-罗丹明B聚合物。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中聚合物量子点的粒径为1.9-6.45nm。