[发明专利]胺化交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉磁性印迹微球的制备及对铅离子吸附

摘要

本发明公开了一种胺化交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉磁性印迹微球的制备及对铅离子吸附。首先合成胺化交联型丙烯酸甲酯/丙烯酸接枝黄原酸酯化木薯淀粉，在反乳相溶液中用该复合变性淀粉衍生物将四氧化三铁包裹到变性淀粉内部来合成胺化交联型AA/MA接枝黄原酸酯化木薯淀粉磁性微球；采用Pb2+为印记离子，环氧氯丙烷为交联剂在碱性条件下反应，再用浓度为0.1mol/L的EDTA溶液振荡解吸制备得胺化交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉磁性印迹微球。该微球吸附容量达12.68mg/g，Pb2+去除率可达91.50%。本发明所得产物具有识别性、特异选择性、预定性等，能用于金属离子吸附、分离和富集。

主权项

一种胺化交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉磁性印迹微球的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）将木薯淀粉置于60℃真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，得干基木薯淀粉；（2）取步骤（1）所得干基木薯淀粉3.0g~6.0g于250mL四口烧瓶中，并向其中加入20~30mL的蒸馏水，在30~40℃的条件下搅拌配制成质量分数为30%的木薯淀粉乳液；（3）搅拌下向步骤（2）所得木薯淀粉乳液中缓慢加入质量分数为10%的氢氧化钠溶液，调节淀粉乳液pH至10~12，并在该条件下活化20~30分钟后加入2.0~3.0mL化学纯二硫化碳，继续反应3~4小时；（4）向步骤（3）所得反应体系中加入10~20mL质量分数为5%的硫酸镁溶液，继续搅拌10~15分钟；（5）抽滤步骤（4）所得物料，并分别用15~25mL的质量分数为50%乙醇‑水溶液洗涤3次后送至45℃的真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，即得黄原酸酯化木薯淀粉；（6）取1.0~2.0mL分析纯丙烯酸甲酯、2.0~4.0mL 分析纯丙烯酸及3.0~7.0mL分析纯丙酮于50mL烧杯中，混合均匀后得单体混合物，倒入100mL恒压滴液漏斗内，备用；（7）取4.0g~6.0g步骤（5）所得黄原酸酯化木薯淀粉置于250mL四口烧瓶中，然后加入30~50mL分析纯丙酮，在50℃的条件下搅拌20~30分钟后；开始缓慢滴加步骤（6）所得单体混合物，控制在3~5小时内滴加完毕；同时，分批加入5.0~6.5mL浓度为0.01mol/L的硝酸铈铵引发剂，每隔20分钟加入0.5mL；待滴加完毕后继续反应2~3小时；（8）抽滤步骤（7）所得物料，并分别用15~25mL的质量分数为50%的乙醇‑水溶液洗涤3次；滤饼送至45℃的真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，即得交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉；（9）取3.0g~6.0g步骤（8）所得产物交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉于250mL四口烧瓶中，并向其中加入50~70mL的分析纯甲醇，在40~60℃的条件下搅拌20~30分钟；（10）向步骤（9）所得反应体系中加入0.1g K2CO3，继续搅拌10~20分钟后，加入分析纯乙二胺15~20mL，在50~60℃的条件下继续反应4~6小时；（11）抽滤步骤（10）所得物料，并分别用15~25mL质量分数为50%乙醇‑水溶液洗涤3次后，滤饼送至45℃的真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，得胺化交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉；（12）取2.0~4.0g步骤（11）所得胺化交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉于100mL小烧杯中，并向其中加入20~35mL蒸馏水，用0.2~0.4mL质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节pH至10~11；（13）取160~175mL分析纯环己烷于250mL四口烧瓶中，并向其中加入0.5g~0.7g Span80和0.5~0.6g吐温60，在60℃的条件下乳化30~40分钟；（14）将步骤（12）所得胺化交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉乳液加入到步骤（13）所得物料体系中，然后加入0.4~0.7g四氧化三铁，1.0~1.2mL分析纯环氧氯丙烷，继续在60℃的条件下搅拌反应5~7小时；（15）将步骤（14）所得物料倒入500mL烧杯中，搅拌下加入5~10mL的分析纯无水乙醇破乳，再将其在强力磁场下静置12小时，分离得灰黑色混合物；（16）抽滤步骤（15）所得灰黑色混合物，并分别用15~30mL的无水乙醇洗涤3次后送至60℃的真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，即得干基胺化交联型MA/ AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉磁性微球；（17）取2.0~4.0g步骤（16）所得干基胺化交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉磁性微球于250mL四口烧瓶中，然后加入50~70mL 浓度为0.05mol/L的Pb(NO3)2溶液；（18）将步骤（17）所得物料于超声波清洗机里超声分散30~50分钟，待分散均匀后于50℃恒温水浴中快速搅拌5~10分钟；（19）向步骤（18）所得物料中加入质量分数为10%的NaOH溶液调节混合溶液的pH至11~12，然后加入1.0~2.0mL分析纯环氧氯丙烷，搅拌下继续反应5~6小时；（20）精确称量3.722g乙二胺四乙酸二钠，溶解于100mL小烧杯中，然后转移至1000mL容量瓶中，加水定容，摇匀，得到浓度为0.01mol•L‑1 的乙二胺四乙酸二钠溶液；（21）将步骤（19）所得物料抽滤，并分别用15~30mL的蒸馏水和分析纯无水乙醇各洗涤3次；（22）将步骤（21）抽滤所得滤饼用步骤（20）所配制的乙二胺四乙酸二钠溶液振荡解吸1~2小时，抽滤，用25~35mL蒸馏水洗涤3次；（23）将步骤（22）所得物料于60℃真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，即得最终产物胺化交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉磁性印迹微球。