[发明专利]一种可选择性识别汞离子的新型水溶性聚合物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种可选择性识别汞离子的新型水溶性聚合物，其特征在于，它的结构式如下：

其中，R₁为氢或烷基，R₂为氢、烷基或羟烷基；分子量为1.6×10⁴～5.5×10⁶g/mol；m与n的比值为100～200：1。

2.根据权利要求1所述的新型水溶性聚合物，其特征在于，R₁为氢；R₂为烷基或羟烷基；更优选地，R₁为氢；R₂为甲基、乙基、丙基、异丙基、羟甲基或羟乙基。

3.根据权利要求1所述的新型水溶性聚合物，其特征在于，R₁为烷基；R₂为烷基或羟烷基；更优选地，R₁为甲基、乙基或丙基；R₂为甲基、乙基、丙基、羟甲基或羟乙基。

4.如权利要求1～3任一所述的可选择性识别汞离子的新型水溶性聚合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

将四苯基卟啉单体、丙烯酰胺单体和引发剂添加到反应溶剂中溶解；

去除反应体系中的氧气；

密封，进行聚合反应，得到新型水溶性聚合物产物；

其中，所述反应溶剂为甲苯、四氢呋喃、N,N’-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中一种或两种以上的混合物；

所述四苯基卟啉单体和丙烯酰胺单体的摩尔比为1～10：100；两种单体的总浓度为0.3～0.6mol/L；

所述引发剂为偶氮类引发剂或过氧化物引发剂；引发剂的用量为两种单体总质量的0.01～0.05%；

所述聚合反应的温度为20～60℃，反应时间为2～48小时。

5.根据权利要求4所述的新型水溶性聚合物的合成方法，其特征在于，所述丙烯酰胺单体为丙烯酰胺，N,N’-二甲基丙烯酰胺，N,N’-二乙基丙烯酰胺，N-异丙基丙烯酰胺，N-羟甲基丙烯酰胺或N-羟乙基丙烯酰胺。

6.根据权利要求4所述的新型水溶性聚合物的合成方法，其特征在于，所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙咪唑啉或偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐；所述过氧化物为过氧化二苯甲酰BPO或二叔丁基过氧化物。

7.如权利要求1～6任一所述的新型水溶性聚合物的应用，该新型水溶性聚合物可用来检测水溶液中的汞离子。

8.根据权利要求7所述的新型水溶性聚合物的应用，其特征在于，通过对比加入汞离子前后，所述新型水溶性聚合物的颜色、紫外可见吸收光谱或荧光强度的变化来检测汞离子。

9.根据权利要求7或8所述的新型水溶性聚合物的应用，其特征在于，当向所述新型水溶性聚合物加入汞离子后，含该聚合物的水溶液的颜色由浅红色变成绿色；最大吸收峰从422nm明显红移至435nm；发生荧光淬灭。

10.根据权利要求7所述的新型水溶性聚合物的应用，其特征在于，所述新型水溶性聚合物可检测的最低汞离子浓度为2.0×10^-7mol/L。