[发明专利]一种磁性介孔氧化硅分子印迹聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种磁性介孔氧化硅分子印迹聚合物及其制备方法，包括：一锅法制备介孔氧化硅分子印迹聚合物和介孔印迹材料介孔孔道内四氧化三铁的原位合成，得到磁性介孔氧化硅分子印迹聚合物，用于快速、高选择性分离环境样品中的双酚A。本发明的制备方法操作简单，原材料廉价易得，可获得磁性介孔结构的印迹材料，适用于环境复杂样品中双酚A的高选择性、快速分离。

技术领域

本发明属于分子印迹聚合物领域，具体涉及一种磁性介孔氧化硅分子印迹聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

分子印迹技术(MIT)是一种制备对目标分子具有特异亲和性和识别能力的高分子聚合物材料的技术。分子印迹技术的原理如下：当模板分子与不同功能单体进行接触时会形成不同类型的作用点，然后通过交联聚合过程将这些作用“记忆”下来。用适当的洗脱剂去除模板分子后，在聚合物结构中就会形成与模板分子在空间结构上非常匹配的印迹孔穴，而这些印迹孔穴就会具有多重作用点能够选择性的识别印迹分子及其结构类似物。在进行分子印迹的过程中模板分子和功能单体之间的作用形式主要有五种，分别是(i)非共价作用，(ii)静电作用/离子作用，(iii)共价作用，(iv)半共价作用和(v)金属螯合作用。但概括来讲，分子印迹方法主要包括共价型印迹法、非共价型印迹法、共价-非共价杂化型印迹法及金属螯合印迹法这四种。

由传统方法制备的分子印迹聚合物(MIPs)因高度交联而具有对目标分子萃取困难、吸附容量低和动力学性能差等缺点。在载体材料的表面印迹目标分子是近年来新兴的一种印迹技术。印迹活性位点由于被控制在载体材料表面，因此，所得MIPs的吸附容量和动力学性能可大大改善，从而在污水处理、色谱分离、手性物质拆分、仿生传感器和固相萃取等领域展现出良好的应用前景。介孔氧化硅基材料具有比表面积大、修饰简便、稳定性好、机械强度高等优势，非常适合用做表面分子印迹聚合物(SMIPs)的载体材料。

双酚A(BPA)作为一种典型的环境雌激素又称为内分泌干扰物，是近年来人们关注的焦点。BPA可通过直接接触或食物链等途径进入生物体内进而干扰生物体内天然激素的合成、分泌、代谢等过程，导致生物体许多功能的紊乱，因此对生物体具有较强的毒害作用。目前，BPA的去除方法主要有吸附分离法、细菌和真菌降解法、化学氧化法、溶剂萃取法等。这些方法各有优点，但也存在很多局限性。如液-液萃取技术大量使用到有机溶剂会产生二次污染；化学氧化过程操作比较复杂、成本费用较高；膜分离技术存在膜的堵塞等问题。而吸附技术因其操作简单、富集效率高和成本低廉被广泛地应用。活性炭是最常见的吸附剂，但是它的吸附分离存在选择性差，吸附容量小，达到平衡的时间长等不足。因此，迫切需要开发一类成本低廉、高选择性分离双酚A的吸附剂材料。

发明内容

本发明提供了一种磁性介孔氧化硅分子印迹聚合物及其制备方法，该方法操作简单方便，所得磁性介孔氧化硅分子印迹聚合物选择性分离效果好，原材料廉价易得。

本发明采用的技术方案如下：

一种磁性介孔氧化硅分子印迹聚合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)以双酚A-3-异氰丙基三乙氧基硅烷复合物(BPA-ICPIES)和正硅酸乙酯(TEOS)为共同硅源，聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)为介孔模板剂，经水热反应后，洗脱模板分子双酚A(BPA)，最后去除介孔模板剂P123，得介孔氧化硅分子印迹聚合物(MIMSP)；

(2)将MIMSP用γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GLYMO)进行功能化修饰，得介孔孔道内带有环氧基的中间体A；再与高氯酸反应，得带有双羟基的中间体B；

(3)将中间体B加入溶有FeCl₂·4H₂O和FeCl₃·6H₂O的甲醇水溶液，经超声分散后升温，加入氨水进行反应，得到所述的磁性介孔氧化硅分子印迹聚合物(m-MIMSP)。