[发明专利]一种键联金属卟啉的纳米高分子磁性微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子磁性微球，具体的说，涉及一种键联金属卟啉的纳米高分子磁性微球及其制备方法。

背景技术

金属卟啉能模拟生物氧化酶实现温和条件下分子氧的催化活化，尤其是具有特定取代基的金属卟啉在催化氧化反应中表现出较高的催化活性和选择性，使得它们作为模拟酶催化剂得到广泛研究。在这当中，固载的金属卟啉由于具有更容易回收和再利用等优点，并且固载金属卟啉的载体能提高金属卟啉的稳定性和选择性，因而受到特殊关注。

另一方面，磁性高分子微球由于在磁场作用下具有磁响应性而具有容易分离的特点。表面功能化的微球在工业废水处理、血液净化、细胞分离、药物投送、免疫检测等领域得到广泛应用。结合二者的优点我们设计合成了键联金属卟啉的磁性高分子微球。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好仿生催化活性，光催化性，磁响应性，在溶剂中有良好的分散性和悬浮性的键联金属卟啉的纳米高分子磁性微球。

本发明的另一个目的是提供上述键联金属卟啉的纳米高分子磁性微球的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种键联金属卟啉的纳米高分子磁性微球，其为核壳式结构，核层为磁性物质，壳层为苯乙烯与金属卟啉类化合物的共聚物。

在上述键联金属卟啉的纳米高分子磁性微球中，金属卟啉类化合物的重量最佳值是占整个微球重量的0.1～1％。

在上述键联金属卟啉的纳米高分子磁性微球中，所述金属卟啉类化合物为：

M为Fe，Co或Mn；

R为邻、间、对位的单个或多个取代基，如-CH₃，-OCH₃，-Cl，-F，-NO₂等。

在上述键联金属卟啉的纳米高分子磁性微球中，所述磁性物质为具有磁响应性的金属氧化物，优选Fe₃O₄或Fe₂O₃。

上述纳米高分子磁性微球的制备方法，包括如下步骤：

(1)单羟基金属卟啉类化合物与丙烯酰氯反应得到含有丙烯酸酯基的金属卟啉类化合物；

(2)在磁流体、引发剂存在下，苯乙烯和含有丙烯酸酯基的金属卟啉类化合物进行共聚得到纳米高分子磁性微球。所述磁流体指的是磁性物质，是通过化学共沉淀法制备的具有流动性的磁性物质。

在上述制备方法中，还可以在步骤(2)中加入交联剂，生成壳层交联的高分子微球。交联剂优选二乙烯基苯或邻苯二甲酸二丙烯酯。

在上述制备方法中，所述引发剂为脂溶性引发剂，优选偶氮二异丁腈，引发剂用量为纳米高分子磁性微球总重量的1～2％。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明制备的高分子微球将金属卟啉的良好的仿生催化活性、光催化性能和纳米高分子磁性微球的磁响应性、在溶剂中有良好的分散性、悬浮性结合起来。有望应用于催化有机化合物羟化或光催化氧化降解废水中的各种有机污染物。

附图说明

图1为键联金属卟啉的纳米高分子磁性微球的扫描电镜图；

图2为键联金属卟啉的纳米高分子磁性微球的透射电镜图。

具体实施方式

实施例1：键联金属卟啉的纳米高分子磁性微球的制备

键联金属卟啉的丙烯酸酯的制备方法为：

在一个250ml单颈烧瓶中，0.5g 5-(4-羟基)苯基-10，15，20-三氯苯基卟啉(即单羟基卟啉)溶于100ml氯仿中，控制温度在60℃，2.0g丙烯酰氯溶解在10ml氯仿中滴加到烧瓶中，反应2小时后，烧瓶中的混合物用水及5％ K₂CO₃溶液洗涤数次后蒸干有机溶剂，产物卟啉丙烯酸酯经硅胶柱层析(氯仿为洗脱液)得到。产量0.3524g(产率65.7％)。

卟啉丙烯酸酯0.1538g、醋酸锰0.5g、NaCl 1g溶解于40ml冰醋酸与20ml氯仿混合溶液中，保持在65℃回流8小时后，产物用蒸馏水和1M HCl洗涤数次，然后用蒸馏水洗涤至中性，用无水硫酸钠干燥过夜，用旋转蒸发仪浓缩后，硅胶柱层析分离(氯仿作洗脱液)得到键联锰卟啉的丙烯酸酯。产量0.1419g(产率82.9％)。