[发明专利]一种磁性聚酰亚胺复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种磁性聚酰亚胺复合材料及其制备方法和应用，其制备方法是在DMSO溶剂中，将氨基修饰的Fe₃O₄、三聚氰胺与均苯四甲酸二酐在高温回流的情况下发生聚合反应，经洗涤和干燥后即可制得磁性聚酰亚胺复合材料。采用本方法合成的磁性聚酰亚胺复合材料具有分散性良好、比表面积大、核壳结构稳定，合成方法简便、成本低、可以重复回收利用等优点。键合到四氧化三铁上的共价聚酰亚胺材料能提供π‑π作用、疏水作用、氢键作用、弱阳离子交换作用等多种作用力，所以该材料对一些含有芳香共轭体系、碱性化合物具有较强的吸附作用。

技术领域

本发明涉及一种分离材料，具体涉及一种磁性聚酰亚胺复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

在食品中过度使用添加剂，尤其是有害的染料，可能会对人体健康带来一定危害。罗丹明B(RhB)是一种水溶性染料，已合成并广泛用于荧光标记、食品着色以及烟花、纺织品、化妆品和有色玻璃工业。此外，罗丹明B经常被作为一种色素添加到食品中。当口服或被皮肤吸收时，甚至在微量水平时就可能会引起过敏和哮喘、呼吸问题、染色体损伤、以及腹部疼痛。在许多国家，罗丹明B被认为是一种严格禁止的添加剂。然而，由于其价格低廉、颜色鲜艳，非法使用违禁的罗丹明B的食品仍然是一个持续存在的问题，这可能会危及消费者的健康。因此，开发一种快速、简单、灵敏的方法来检测食品样本中罗丹明B是十分必要的。

目前，为了分析检测环境和食品样品中的罗丹明B，已经发展了各种分析方法，包括紫外分光光度法、荧光分光光度法、毛细管区带电泳和高效液相色谱(HPLC)。然而，食品样品中罗丹明含量极低，基体干扰复杂，直接测定非常困难。因此，在使用仪器分析之前，需要有效的预处理步骤。到目前为止，已经发展了多种样品制备方法，用于从不同样品中富集和分离罗丹明B，如液-液萃取、固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、液相微萃取和分散固相萃取(DSPE)。磁固相萃取(MSPE)是集分散液-液萃取和SPE的优点于一体的小型化固相萃取方法，近年来越来越受到研究者的关注。与传统的SPE法相比，MSPE法由于吸附剂与目标分析物接触面积的扩大，可以提供更高的吸附容量。此外，MSPE法具有简单、快速、有机溶剂消耗低、成本低等优点。因此，MSPE作为一种极具吸引力和前景的样品前处理技术，已被广泛用于从各种食品样品中提取污染物。

在MSPE过程中，吸附剂是影响提取效率的关键因素。因此，由于MSPE的巨大优势，具有较高浓缩效率的新型磁性吸附剂的发展一直是一个热门话题。到目前为止，不同的磁性吸附剂已被应用于罗丹明B的富集和分离。近年来，多孔有机聚合物(POPs)是一种新型的高交联非晶聚合物，由于其在多相催化、污染物吸附、分子分离、气体捕获和储存等方面的应用前景广阔，受到了越来越多的关注。可以通过使用不同的分子结构块或单孔单元来设计，并且在物理和化学上都非常稳定，可以在恶劣条件下使用，如高温、压力、潮湿和酸性。此外，POPs具有较高的稳定性、巨大的表面积和较小的孔隙大小分布。在各种各样的POPs中，多孔的聚酰亚胺由于独特性质，被广泛应用于分离、涂料、航空、微电子和光电等行业，但是其在样品前处理领域应用较少。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种比表面积大、分散性好、核壳层结构稳定的磁性聚酰亚胺复合材料及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种磁性聚酰亚胺复合材料，包括磁性Fe₃O₄内核以及核外依次包裹的SiO₂层和聚酰亚胺层，所述聚酰亚胺层含有C＝O，C＝N，C-C和C＝C键；其结构式为：

一种磁性聚酰亚胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用水合热法制备磁性Fe₃O₄纳米颗粒；