[发明专利]一种水热碳微球色谱介质的修饰方法

说明书

本发明公开一种水热碳微球色谱介质的修饰方法，利用碳材料的羟基，羧基和醛基等官能团,与目标分子反应，制备得到修饰改性的材料，制备方法包括如下步骤：a.直接合成水热碳微球色谱介质或者合成外层为水热碳材料的微球色谱介质；b.水热碳微球色谱介质颗粒表面修饰：将球形颗粒加入到有机溶液中，300～1500rpm下搅拌，混合均匀；c.将目标分子和活化剂分子加入到上述体系里，一定温度下反应一段时间，洗涤干燥，即可得修饰材料。本发明的优点在于：反应高效和可控，所得修饰碳基微球材料热稳定性好、耐高压、耐酸耐碱。

技术领域

本发明涉及材料制备和修饰领域，更具体地说，涉及一种亲水性水热碳微球色谱介质的修饰改性新方法。

背景技术

近年来，利用生物质和糖类(如葡萄糖，蔗糖，环糊精，纤维素等)的水热反应来制备碳球已经引起了科学和工业界研究者的广泛关注，水热碳材料因为其具有绿色可持续性，对环境友好，操作简单，成本低廉及含有丰富的官能团，等优点，在催化、吸附和能源等诸多领域都展现出诱人的应用前景。而为了满足这些应用所要求的性能指标，对水热碳球的化学改性修饰往在是义不可少的。常用的化学修饰方法有两种：原位修饰(in-situfunctionalization)和后修饰法(post-synthesis modification)。

原位修饰就是在水热碳球的形成过程中完成化学修饰，文献Chem.Mater.2006,18,3808-3812,报道了在原料溶液里直接加入金属盐的溶液，水热碳化制备了金属修饰的碳球。又文献Chem.Mater.2009,21,484-490报道了在葡萄糖溶液里加入丙烯酸，原位合成了羧基修饰的碳球。

而后修饰法是在已经形成水热碳球的基础上进行化学反应的修饰的方法。中国发明专利CN 105521773A和文献ACS Sustainable Chem.Eng.2017,5,112-118；Talanta 163(2017)24-30报道利用碳微球表面的羧基和羟基,与甲胺水溶液和1,4-丁二醇二环氧甘油醚发生共聚反应，引入含有季铵基的修饰高分子层。

发明内容

本发明第一个目的在于提供疏水性烷基分子修饰水热碳微球基质材料的制备方法。

本发明的第二个目的在于提供不同配体分子修饰水热碳微球基质材料方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

1)直接制备得到水热碳材料微球色谱介质或者制备壳层为水热碳材料的微球色谱介质；

2)将该介质颗粒使用氧化剂进行氧化反应；

3)将步骤(2)的产物置于疏水性烷基分子或者亲和配体的醇溶液里，并加入活化剂分子，一定温度反应一段时间，洗涤干燥，即可。

作为一个优选方案，步骤(1)水热法制备碳球其制备方法为将生物质的水溶液加入一定量的表面活性剂，通过在反应釜中160-240度水热反应4-48小时制得微球，粒径可以为1-10微米；壳层为水热碳材料的色谱介质制备方法为将生物质的水溶液加入一定量的表面活性剂，同时加入一定量的内核微球，比如二氧化硅等，通过在反应釜中160-240度水热反应4-48小时制得微球色谱介质，涂覆厚度为10-200纳米。

作为一个优选方案，步骤(1)中直接制备得到水热碳材料微球色谱介质或者制备壳层为水热碳材料的微球色谱介质；其水热碳的来源包括葡萄糖，蔗糖，淀粉，纤维素，壳聚糖，琼脂糖，环糊精等中某一种或二种以上；

作为一个优选方案，步骤1)中碳涂覆内核的微球基质，内核包括硅胶、金刚石、石墨、二氧化钛和二氧化锆中某一种或二种以上；

作为一个优选方案，步骤2)中氧化剂可以为：铬酸、氧化铬、Jone’s试剂、Sarett试剂、Collins试剂、PCC试剂、PDC试剂等。氧化剂与微球的质量比范围为0.1-100；