[发明专利]一种制备磁性分子印迹吸附剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Pickering乳液聚合制备磁性分子印迹吸附剂的方法，属环保功能材料制备技术领域。

背景技术

近年来，抗生素被大量用于人和动物的疾病治疗，同时，以亚治疗剂量长期添加于动物饲料中预防疾病和促进动物生长，在保障人类健康和促进畜牧业发展方面起了重要作用。但是一些研究表明，85 %以上的抗生素以原药和代谢产物的形式进入生态环境，经过一系列转化最终大多数将存在于自然界水体中，对农田土壤、地表和地下水以及生态系统中各类生物产生危害，并诱发和传播各类抗生素导致的耐药细菌，对人类健康产生威胁，同时水体中的抗生素成了水资源重复利用的一个巨大挑战。因此，及时检测和处理环境水体中抗生素很有必要，但环境水体中成分复杂，选择性识别与分离目标污染物（抗生素）就显得尤为重要。

目前常用的抗生素处理方法有过滤、生物处理、电化学、氧化等方法，但是这些方法存在处理效率低、预先培养微生物不方便、设备昂贵或选择性不强等缺点，均不能广泛使用。Pickering乳液是一种用两亲性固体颗粒代替表面活性剂形成的乳液。近几年，Pickering乳液由于其低成本、环保和稳定性等特性，被应用于诸多领域，且Pickering乳液聚合已经发展成为一种新型的聚合反应来制备有机/无机复合微球。目前，Pickering乳液中常用的无机颗粒有二氧化硅、粘土、碳纳米管、四氧化三铁颗粒等，有机颗粒有木质素、聚苯乙烯微球、凹凸棒石等，生物材料有壳聚糖、纤维素等。经过化学修饰，这些材料具备了良好的亲疏水性能，利于形成稳定的Pickering乳液。分子印迹是制备具有特定识别功能结合位点三维交联高分子的技术，制备的分子印迹聚合物能对模板分子产生特异性吸附。磁性分子印迹技术通过在基质材料制备过程中加入磁性分离载体，较好的解决了传统分子印迹技术整体还存在的一些缺陷，如吸附剂较难分离，不可重复利用以及原料昂贵不易得等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备磁性分子印迹吸附剂的方法，以提高产品的吸附和分离性能。

为了解决以上技术问题，本发明采用Pickering乳液聚合的方法制备磁性分子印迹吸附剂的微球。其中以壳聚糖纳米颗粒作为稳定粒子，通过调节溶液pH得到壳聚糖纳米粒子分散液作为水相体系。油相包括致孔剂甲苯，功能单体甲基丙烯酸甲酯，交联剂乙二醇二（甲基丙烯酸）酯，引发剂2,2'-偶氮二异丁腈，磁性载体油酸改性的纳米四氧化三铁和印迹分子红霉素。水相、油相混合后，剧烈震荡形成稳定的Pickering乳液；利用热引发反应制备磁性聚合物微球，并将其应用于水溶液中红霉素的吸附分离。具体技术方案如下：

本发明采用的技术方案是：

壳聚糖稳定的Pickering乳液聚合制备磁性分子印迹吸附剂的方法，按照下述步骤进行：(1)制备壳聚糖纳米粒子，按（0.15-0.25）：（0.1-0.3）的质量比将乙酸和壳聚糖先后缓慢加入到蒸馏水中，然后持续搅拌至壳聚糖全部溶解于蒸馏水中，配制得pH值为3.5-4.2的含有壳聚糖的弱酸溶液A；将所述弱酸溶液A过滤除杂后，用0.1 mol L^-1的氢氧化钾溶液滴加到所述弱酸溶液A，以改变所述弱酸溶液A的pH值至所述弱酸溶液A变成乳白色得弱酸溶液B；pH值为7.2；所述壳聚糖纳米粒子分散于弱酸溶液B中得到壳聚糖纳米粒子分散液用于后文Pickering 乳液制备中。

制备四氧化三铁纳米粒子并对其进行疏水改性：将FeCl₃·6H₂O和FeCl₂·4H₂O溶解在去离子水中，三者之间比例关系依次为（1-1.6 g）:（0.2-1.0 g）:（30-70 ml）；在20-50℃条件下搅拌10-20 min得溶液C；将浓度为0.4-0.6 mol L^-1 的氢氧化钠溶液在N₂ 氛围中快速加入到溶液C中，剧烈搅拌20-40 min；用磁铁收集生成的Fe₃O₄纳米粒子，将所得的四氧化三铁纳米粒子用无水乙醇洗涤3次后分散在40 mL体积比为1：（2-4）的油酸和无水乙醇混合液中，30-70℃下搅拌3-9 h得产物A，将产物A用磁铁分离回收得到疏水改性的四氧化三铁纳米粒子，该疏水的四氧化三铁纳米粒子用无水乙醇洗涤6次后在40℃下真空干燥。