[发明专利]季铵化碳纳米管附聚阴离子色谱填料的制备方法

摘要

本发明涉及一种阴离子色谱柱及其制备方法，特别是涉及季铵化碳纳米管附聚阴离子色谱填料的制备方法。本发明提供季铵化碳纳米管附聚阴离子色谱填料制备的方法，包括聚苯乙烯-二乙烯基苯微球的制备、季铵化碳纳米管的修饰及季铵化碳纳米管附聚阴离子色谱填料的制备，本发明成本低，工艺简单，制备的填料使用寿命长，粒度均匀无需筛分，粒径分布窄，化学稳定性更好，能够耐受较宽的pH值范围；由于碳纳米管在耐压、耐高温、及导电性等方面具有独特的性质，本发明提供的季铵化碳纳米管附聚阴离子色谱填料，其硬度较传统的聚合物色谱填料有了较大增强，能够承受更大压力，且具有较快的色谱平衡速度，较高的色谱柱效。

主权项

一种季铵化碳纳米管附聚阴离子色谱填料的制备方法，其特征是：以聚苯乙烯‑二乙烯基苯为基质，通过化学反应将不饱和双键引入碳纳米管，所含不饱和双键与甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚反应，使碳纳米管表面带有环氧基；采用多步接枝合成法，以甲胺和1,4‑丁二醇二缩水甘油醚为原料，在碳纳米管表面引入大量带正电荷的季铵基作为阴离子交换功能基团；采用离子键合的方式在聚苯乙烯‑二乙烯基苯基球的表面，附聚一层季铵化修饰的碳纳米管作为阴离子交换功能基团；用匀浆法装柱，具体制备步骤为：a. 采用分散聚合法合成单分散的线性聚苯乙烯微球种子以苯乙烯为单体，聚乙烯吡咯烷酮作为稳定剂，偶氮二异丁腈为引发剂，在乙醇和水的混合反应介质中通过自由基聚合生成单分散的线性聚苯乙烯微球种子，种子粒径在1~3μm之间，粒径均匀，无需分级；b. 采用单步种子溶胀法合成聚苯乙烯‑二乙烯基苯微球将合成的单分散线性聚苯乙烯微球与邻苯二甲酸二丁酯混合使种子活化，随后加入单体苯乙烯，交联剂二乙烯基苯，乳化剂十二烷基硫酸钠，稳定剂聚乙烯醇，引发剂过氧化苯甲酰和致孔剂甲苯进行溶胀；而后加热引发反应使单体聚合，制备得到单分散的聚苯乙烯‑二乙烯基苯微球；聚合物微球需经过甲苯抽提除去乳化剂、稳定剂；c. 采用多步接枝合成法修饰碳纳米管    碳纳米管经强氧化剂氧化后，通过与氯化亚砜及丙烯醇的反应将不饱和双键引入碳纳米管，所含不饱和双键与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应，使碳纳米管表面带有环氧基；将胺基化试剂甲胺与带有环氧基的碳纳米管充分混合，然后加热引发反应；随后用去离子水清洗微球，加入季铵化试剂1,4‑丁二醇二缩水甘油醚，然后加热引发反应；重复以上胺基化与季铵化的步骤，通过调节重复的次数可改变表面带电有机物的层数，从而控制碳纳米管表面所带正电荷量；用去离子水清洗；d. 季铵化修饰的碳纳米管附聚对聚苯乙烯‑二乙烯基苯基球进行磺化使得基球带上负电，通过离子键合的方法将季铵化修饰的碳纳米管涂覆在基球的表面；在去离子水介质中将季铵化修饰的碳纳米管与磺化的聚苯乙烯－二乙烯基苯微球充分混合，在室温下，搅拌反应四个小时，得到所需的色谱填料，用匀浆法装柱。