[发明专利]一种SiO2/GO表面金属离子印迹聚合物的制备方法及应用

权利要求书

1.一种SiO₂/GO表面金属离子印迹聚合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

Ⅰ、二氧化硅/氧化石墨烯SiO₂/GO的制备：

将氧化石墨烯水溶液和聚乙烯吡咯烷酮加至乙醇中，室温下，磁力搅拌反应30～90min，得溶液A；然后，在溶液A中加入浓氨水和正硅酸四乙酯，超声30～90min，得溶液B；最后，将溶液B置于30～50℃水浴中，反应12～36h结束后，洗涤，干燥，得到二氧化硅/氧化石墨烯SiO₂/GO；

Ⅱ、功能化氧化石墨烯复合材料SiO₂/GO-MPS的制备：

将步骤(Ⅰ)制得的SiO₂/GO与硅烷偶联剂加至乙醇中，于30～50℃水浴中反应8～24h，反应结束后，洗涤，干燥,得到功能化氧化石墨烯复合材料SiO₂/GO-MPS；

Ⅲ、可逆加成-断裂链转移剂CTA的制备：

在三口烧瓶中，加入苯基溴化镁溶液，置于油浴中预热，通氮气；然后，逐滴加入二硫化碳，维持油浴温度，无氧条件下预反应；加入苄基溴，并升温至反应温度继续反应；反应结束后，冷却至室温，加入冰水，随后用石油醚萃取，收集有机相，得链转移剂CTA；

IV、SiO₂/GO表面金属离子印迹聚合物的制备：

将步骤Ⅱ制得的SiO₂/GO-MPS、步骤Ⅲ制得的CTA、模板离子、功能单体、交联剂、引发剂加入甲醇与水混合液中，在无氧条件下，于油浴中反应，将产物洗涤、干燥，用2mol/L盐酸洗去模板离子，用去离子水洗至中性，干燥。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤Ⅰ中，

所述氧化石墨烯水溶液的浓度为2g/L，浓氨水质量分数为28％；

所述正硅酸四乙酯、浓氨水、氧化石墨烯水溶液和乙醇的体积比为1:4:10:80；

所述氧化石墨烯水溶液和聚乙烯吡咯烷酮的比例为1mL：0～200mg。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤Ⅱ中，

所述硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)；

所述SiO₂/GO、硅烷偶联剂和乙醇溶液的比例为2mg：0.1mg：1mL。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤Ⅲ中，

所述的苯基溴化镁溶液为苯基溴化镁以1.0mol/L的浓度存在于超干四氢呋喃中的溶液，所述的二硫化碳为超干溶液；

所述二硫化碳、苯基溴化镁溶液、苄基溴、冰水和石油醚的体积比为1:16:20:60:80。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤Ⅲ中，

所述油浴预热和维持温度为40℃，所述在无氧条件下预反应时间为30～90min；

所述升温后的反应温度为50℃，反应时间为60～120min。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤IV中，

所述模板离子至少包括铅、镍、铜、钴、锌、铁、铯、锶、汞、镉、锰、镁、铬、钡，由可溶性金属盐提供；

所述功能单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和4-乙烯基吡啶中的任意一种或两种；

所述交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯或N,N’-亚甲基双丙烯酰胺；

所述引发剂为偶氮二异丁腈。

7.如权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，步骤IV中，

所述的甲醇和水的混合液中甲醇与水的体积比为1:1，

所述模板离子、功能单体和交联剂的物质的量之比为1:4:20，

所述模板离子、引发剂、CTA和SiO₂/GO-MPS的用量比为1mmol：5mg：30μL：50mg。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤IV中，所述油浴温度为50～70℃，反应时间为6～24h。

9.一种SiO₂/GO表面金属离子印迹聚合物，其特征在于，是通过权利要求1-8中任意一项所述的制备方法得到的。

10.如权利要求9所述的SiO₂/GO表面金属离子印迹聚合物的应用，其特征在于，所述聚合物在选择性吸附水溶液中相应金属离子的应用。