[发明专利]一种磁性核壳介孔表面分子印迹复合纳米材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种磁性核壳介孔表面分子印迹复合纳米材料及制备方法，属于分子印迹聚合物技术领域。本发明材料为黑色粉未状，粉未颗粒的平均粒径为200～300nm；比表面积为327.6 cm²/g，饱和磁化强度为54.9 emu/g。本发明通过改进Stöber法合成双层二氧化硅包覆的磁性核壳介孔纳米复合粒子作为载体，通过在载体上键合氨基，再以邻苯二甲酸二异壬酯为虚拟模板，通过表面分子印迹技术，制得一种新的磁性核壳介孔表面分子印迹复合纳米材料；基于本发明材料为磁性固相萃取剂，建立的一种基质分散‑磁性固相萃取‑气质联用方法用于邻苯二甲酸酯类物质检测，方法的检出限低、精密度高，适用于水、酒、饮料等液态饮品中痕量邻苯二甲酸酯的检测。

技术领域

本发明属于分子印迹聚合物技术领域，具体涉及一种磁性核壳介孔表面分子印迹复合纳米材料的制备方法，同时涉及该复合材料作为磁性固相萃取剂在食品中邻苯二甲酸酯类化合物萃取检测中的应用。

背景技术

邻苯二甲酸酯类化合物（PAEs）是一种广泛用于食品包装、塑料加工等行业的增塑剂，已成为食品中广泛存在的污染物。研究发现邻苯二甲酸酯类化合物有类雌激素的作用，能够干扰内分泌系统，导致人类的生殖系统发生病变，具有潜在的健康风险。邻苯二甲酸酯类化合物与塑料分子之间没有共价键，因此在使用和接触过程中，容易从包装材料中迁移到食品和环境中。目前邻苯二甲酸酯类物质的检测过程基本可以分为有机溶剂液液萃取，固相萃取（SPE）分离纯化，上机检测三大步骤，但是由于邻苯二甲酸酯类物质在食品样品中含量较低，基质影响较大，传统的固相萃取方法操作繁琐，富集浓缩容量小速度慢，很难检测到较低浓度的PAEs存在。并且具有传质速度慢、费时、消耗大量有机试剂、易造成萃取柱堵塞、商品化的固相萃取柱价格高且无法重复使用等一系列缺点。

基于磁性介孔材料的磁性固相萃取技术（MSPE）目前已成为样品前处理过程中很有前景的一项萃取纯化技术，功能化磁性介孔材料具有比表面积大、磁学性能强易于磁分离、材料可以重复使用等特点，磁性固相萃取的一个步骤替代了传统样品检测中的液液萃取及固相萃取分离纯化两个步骤，同时克服了传统的固相萃取费时、消耗大量有机试剂、固相萃取柱价格昂贵且易堵塞等缺点，但普通的磁性介孔材料对目标物的吸附过程主要属于物理吸附，特异选择性较差且吸附容量较低。将磁性介孔材料与分子印迹技术结合起来合成的复合材料在固相萃取领域展现出良好的应用前景，分子印迹技术（MIT）是一种制备对目标分子具有特异性识别能力聚合物材料的技术，以分子印迹聚合物(MIPs)为吸附剂的固相萃取技术逐渐被应用到邻苯二甲酸酯类物质的萃取纯化中，克服了传统磁性介孔材料选择性差、吸附容量低的缺点，但传统方法制得的分子印迹聚合物存在交联严重、印迹位点分布不均匀、印迹分子包埋过深或过紧、吸附容量低、动力学性能差和再生效果差等问题。通过表面分子印迹技术（SMIT）将印迹活性位点修饰到各种载体表面可达到改善传质速度，减少印迹分子包埋过深等问题。

通过合成特定的磁性介孔载体材料，再在载体材料的表面通过表面分子印迹技术印迹邻苯二甲酸酯目标分子，使得材料对邻苯二甲酸酯类物质的选择性、吸附容量和动力学性能均有了较大的改善，但之前采用磁性介孔碳材料作为载体合成的表面分子印迹聚合材料仅适用于饮用水及环境水中PAEs的萃取，由于在介孔壳和磁性核之间存在较大空腔，导致吸附平衡速度较慢，需要约20分钟，磁性能大大减弱（饱和磁化率仅为21.5 emu/g），不易实现磁分离。介孔氧化硅具有比表面积大、相容性好、表面硅羟基（Si-OH）基团充足易于改性的特点，是一种理想的用于磁性粒子修饰和表面分子印迹载体的材料。基于磁性介孔硅为载体，结合表面分子印迹技术合成的磁性核壳介孔表面分子印迹复合纳米球，在保留了发达的孔隙结构，大的比表面积，具有特异性识别PAEs能力强、饱和吸附容量高材料可重复利用等优点的基础上，使得材料的吸附平衡速率和饱和磁学强度均有较大幅度的提高，是一种理想的用于邻苯二甲酸酯类物质检测的磁性固相萃取材料。

发明内容

为了实现低成本、快速、高效、灵敏的检测邻苯二甲酸酯类物质，本发明提供了一种磁性核壳介孔表面分子印迹复合纳米材料，同时提供磁性核壳介孔表面分子印迹复合纳米材料的制备方法。