[发明专利]一种多糖基温敏性金属离子印迹碳量子点材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种多糖基温敏性金属离子印迹碳量子点材料的制备方法，在多糖基质中加入引发剂、交联剂、功能单体、模板和去离子水，分散均匀，加热搅拌，并且在降温前进行抽滤，得到多糖基温敏性金属离子印迹材料ImPTS；ImPTS经水热反应原位碳化即得到多糖基温敏性金属离子印迹碳量子点材料ImPTS/CD；ImPTS/CD降温脱除模板即可得到多糖基温敏性金属离子印迹碳量子点探针PTS/CD。本发明方法制备的金属离子印迹碳量子点材料具有荧光性和温敏性，且荧光性随温度和印迹金属离子浓度发生变化，可用于进行金属离子的高选择性荧光检测及分离，并且应用过程操作简单、效率高、适用性强。

技术领域

本发明涉及化工材料制备及分离检测技术领域，更具体的说是涉及一种多糖基温敏性金属离子印迹碳量子点材料的制备方法。

背景技术

重金属离子污染给环境带来很大的危害，分析检测重金属离子含量对环境污染控制具有重要意义，同时，对重金属离子选择性吸附分离不仅可以降低污染，还可以实现金属离子回收利用，解决资源短缺问题。因此，开发出具有专一识别性、优异吸附性能和高效检测性能的材料是当前金属离子检测和高效分离富集需要解决的热点问题。

分子印迹技术(MIT)是将模板分子(也称印迹分子，多为分子或离子)与聚合物单体接触形成多重作用点，再通过聚合过程将这种作用点记忆下来，在除去模板分子后，聚合物中就形成了与模板分子空间构型相匹配的具有多重作用点的空穴，这样的空穴将对模板分子及其类似物具有选择识别特性。

碳量子点(也称碳点，CDs)是指尺寸小于10纳米的具有荧光性质的碳颗粒，是近年来发现的一种新型荧光材料。CDs具有良好的发光性能和纳米尺寸效应，其表面易改性，制备成本低，稳定性强，毒性低，并且具有良好的生物相容性，近年在传感检测、生物成像、光电装置、药物载体、疾病治疗、油墨、分离等诸多领域获得了广泛关注，CDs也被研究者认为是替代半导体量子点和有机荧光材料的理想材料。因此，将CDs引入分子印迹技术，即可通过荧光变化对模板分子及其类似物进行分离和检测。

然而，现有技术中CDs被包裹在分子印迹荧光材料的最内层，CDs的荧光发射受到了阻碍和稀释，导致灵敏性较低；其聚合和脱附过程较为繁琐，并且在聚合和脱附过程中，会发生CDs的荧光淬灭，降低了灵敏性和再利用性；因此，如何提供一种操作简单、灵敏度高、再利用性强的金属离子印迹碳量子点材料的制备方法是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多糖基温敏性金属离子印迹碳量子点材料的制备方法，制备得到的多糖基温敏性金属离子印迹碳量子点材料同时具备温敏性和荧光性，可用于金属离子的高效检测。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多糖基温敏性金属离子印迹材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)在多糖基质中加入引发剂、交联剂、功能单体、模板和去离子水，分散均匀，形成分散体系；

(2)对步骤(1)中的分散体系进行加热搅拌，并且在降温前进行抽滤，得到多糖基温敏性金属离子印迹材料，记为ImPTS。

优选地，所述多糖基质为细菌纤维素(BC)、壳聚糖(CS)、海藻酸钠(SA)或淀粉等多糖；所述引发剂可选用过硫酸铵；所述交联剂可选用N,N’-亚甲基双丙烯酰胺；所述功能单体可选用N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)；所述模板为Cu²⁺、Hg²⁺、Pb²⁺、或UO²⁺等金属离子；所述去离子水用0.1mol/LHCl调节pH为6.0-7.0。

优选地，各原料在分散体系中的添加量如下：多糖基质1-15g/L；引发剂0.01-0.5mol/L；交联剂0.005-0.02mol/L；功能单体0.01-0.5mol/L；模板0.01-3mmol/L。