[发明专利]一种靶向吸附原位再生亲水型纳米分子印迹材料制备方法

说明书

本发明涉及分子印迹材料领域，公开了一种靶向吸附原位再生亲水型纳米分子印迹材料制备方法，采用糖浆废水制备多基团纳米碳球，再采用溶胶‑凝胶法在纳米碳球表面上原位合成碳、氮共掺杂纳米TiOsubgt;2/subgt;@碳球，经过煅烧去除内核形成中空结构，提高表面分子印迹聚合物的产率、比表面积，结合位点多，传质速率快；以磺胺类和亚硝胺类污染物为目标分子，间苯二酚、三聚氰胺作为双功能单体，甲醛水溶液、TiOsubgt;2/subgt;作为双交联剂，乙腈作为致孔剂，形成纳米碳球表面分子印迹中空材料，提高分子印迹材料比表面积，实现更高的靶向吸附能力，操作简单，化学药剂使用量少；通过材料中的C,N‑TiOsubgt;2/subgt;光催化材料，直接利用可见光催化降解目标分子，实现分子印迹材料的原位再生和重复利用。

技术领域

本发明涉及分子印迹材料领域，具体涉及一种靶向吸附原位再生亲水型纳米分子印迹材料制备方法。

背景技术

传统分子印迹聚合物存在几个缺点：

1、制备所用的试剂如功能单体(如甲基丙烯酸，乙二醇二甲基丙烯酸酯，5-乙烯基-8-羟基喹啉或原硅酸四乙酯等)，交联剂(如2,2-偶氮异丁腈，乙二醇二甲基丙烯酸酯，1,4-二丙烯酰基哌嗪或N，N'-1,4-苯二丙烯胺等)和致孔剂(如四氢呋喃)等均为有机试剂；

2、制备过程复杂，制备出的聚合物点位少，易塌陷，由于在有机溶剂中制备，亲水性差，在水溶液中的分子识别能力弱，限制了在食品，生物和环境领域的应用；

3、传统分子印迹聚合物为块状，需要进一步研磨、筛分得到一定大小的颗粒，颗粒物形态不规则，颗粒物大，比表面积小，识别位点不易接近，模板分子难以洗脱；

4、分子印迹材料使用前需要使用溶剂洗脱去除模板分子；

5、靶向吸附目标分子后无法再生或需要使用溶剂再生，过程复杂。

因此，传统分子印迹聚合物产量和结合能力低。

发明内容

基于以上问题，本发明提供一种靶向吸附原位再生亲水型纳米分子印迹材料制备方法，采用环境友好且具有中大量的葡萄糖、果糖和氨基亲水基团的糖浆废水制备多基团纳米碳球，再采用溶胶-凝胶法在纳米碳球表面上原位合成碳、氮共掺杂纳米TiO₂@碳球，经过煅烧去除内核形成中空结构；无需外加碳源和氮源，使糖浆废水原生的N，C元素共掺杂TiO₂，分子印迹识别位点负载在中空TiO₂纳米颗粒内外层上，提高表面分子印迹聚合物的产率、比表面积及更容易获得的结合位点，传质速率快；以磺胺类和亚硝胺类污染物为目标分子，间苯二酚、三聚氰胺作为双功能单体，甲醛水溶液、TiO₂作为双交联剂，乙腈作为致孔剂，形成纳米球形表面分子印迹中空材料，提高分子印迹材料比表面积，实现更高的靶向吸附能力，操作简单，化学药剂使用量少，有利于工业化应用；同时通过材料中的C,N-TiO₂光催化材料，直接利用可见光催化降解目标分子，实现分子印迹材料的原位再生和重复利用。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种靶向吸附原位再生亲水型纳米分子印迹材料制备方法，包括如下步骤：

S1、利用糖浆废液和十二烷基硫酸钠经水热反应合成糖浆纳米碳球；

S2、每100mg的糖浆纳米碳球(DDSC)分散于20mL无水乙醇中，再加入2mL的钛酸四丁脂(TBOT)，在室温下搅拌24小时，然后抽滤、洗涤，并在80℃下真空干燥超过12小时，最后在400-600℃条件下煅烧1-3小时制得HollowC,N-TiO₂@C微球；

S3、按质量份比例取甲醛水溶液1-2份、间苯二酚2-4份、超纯水40-60份加入到三颈烧瓶中，并在40℃下搅拌1h；