[发明专利]一种离子液体磁性类沸石咪唑酯纳米材料及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了离子液体磁性类沸石咪唑酯纳米材料的制备方法与应用，包括以下步骤：S1.Fe₃O₄磁性纳米粒子的制备：S2.ZIF‑8@Fe₃O₄磁性复合微球的制备：S3.IL/ZIF‑8@Fe₃O₄磁性纳米粒子的制备。本发明制备的离子液体磁性类沸石咪唑酯纳米材料对复杂基质样品体系中的有机污染物均具有良好的吸附效能。

技术领域

本发明涉及食品安全卫生领域，具体涉及离子液体磁性类沸石咪唑酯纳米材料及其制备方法和在吸附有机污染物中的应用。

背景技术

类沸石咪唑酯骨架材料(Zeolitic imidazolate frameworks，ZIFs)是一种由过渡金属原子与咪唑或咪唑衍生物结合而生成的类沸石拓扑结构纳米材料，其既具备MOF材料的结构和功能的可调性，又具备优于无机沸石的化学和水热稳定性能，甚至在沸腾的碱液中仍可以保持良好的稳定性。ZIF材料本体具有两个对称独立吸附位点，第一个吸附位点在咪唑环上，接近C=C键，第二个吸附点在孔道内。当该材料被应用于复杂基质样品中对痕量或超痕量有机污染物进行富集时，上述两个孔道会受到水分子和其他干扰杂质的影响，进而降低对目标污染物的吸附效能。

离子液体作为一种新型的绿色环保型溶液，具有不挥发性、高电子传导率、不可燃性和化学稳定性等特点。咪唑型离子液体本身对有机分子和无机离子具有良好的萃取性能，它们会在水溶液中对目标污染物具有超强的选择性，因此被作为有机或无机物的萃取剂而广泛的研究。离子液体与ZIF的多吸附典型吸附位点结合（ZIF表面和孔道内），一方面可以提高ZIF在复杂基体中的稳定性，另一方面可以提高对污染物的广谱选择性和吸附效率。

多孔磁性核壳结构是由一个磁性核和多孔外壳组成的，由于其不仅具有核的磁学性能，还具有壳的多孔性功能，纳米孔洞金属有机骨架材料具有很多其它多孔材料所没有的特定的性质，其应用的范围也比较广泛，因此，本专利得重点是设计合成的基于多孔磁性核壳结构材料并且在复杂基体中可以稳定存在，同时可以实现对复杂基质样品中的有机污染物同步选择性高效吸附效能。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种离子液体磁性类沸石咪唑酯纳米材料，该材料对生物毒素具有良好的吸附作用。

技术方案：离子液体磁性类沸石咪唑酯纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

S1. Fe₃O₄磁性纳米粒子的制备：

将FeCl₃·6H₂O分散在乙二醇中，搅拌均匀生成黄色透明溶液后加入无水醋酸钠，继续搅拌至混合均匀，然后溶液转移至高压反应釜中，反应完全后，冷却至室温，收集黑色磁性Fe₃O₄微球，然后用水和乙醇交替洗涤三次，干燥研磨得到Fe₃O₄磁性纳米粒子；

S2. ZIF-8@Fe₃O₄磁性复合微球的制备：

将步骤S1制得的Fe₃O₄加入到聚苯乙烯磺酸钠水溶液中超声，通过外加磁场回收，洗涤后，将其加入含有甲醇、2-甲基咪唑和Zn(NO₃)₂·6H₂O的混合溶液中，搅拌至反应完全，再利用外加磁场回收，将产物洗涤干燥，研磨，得到ZIF-8@Fe3O4磁性复合微球；

S3.IL/ZIF-8@Fe₃O₄磁性纳米粒子的制备：

将离子液体加入到丙酮中超声至完全溶解，加入步骤S2中制得的ZIF-8@Fe3O4，搅拌至丙酮完全蒸发，剩下部分洗涤干燥，得到IL/ZIF-8@Fe3O4磁性纳米粒子。