[发明专利]一种磁性中空结构分子印迹聚合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于分子印迹聚合物领域，具体涉及一种磁性中空结构分子印迹聚合物的制备方法。

背景技术

分子印迹聚合物因其选择性高、化学稳定等特性在化学分离和传感等方面得到广泛应用，然而结合容量偏低、分离困难限制了分子印迹技术的发展。中空印迹聚合物可有效解决分子印迹聚合物结合容量低的问题。磁性分子印迹聚合物将磁分离引入到分子印迹中，可有效解决分离难的问题。结合磁分离和中空印迹聚合物两者优势的磁性中空分子印迹聚合物的制备一直存在技术难题，未见有相关报道。

多步种子溶胀聚合法是目前制备单分散中空聚合物微球较理想方法之一，如《印迹水凝胶膜和单孔中空印迹微球的制备及其性能研究》（张忠，南昌大学，2012年，第37-38页）公开了先在种子微球的分散液中加入助溶胀剂邻苯二甲酸二丁酯进行第一步的溶胀，再加入功能单体甲基丙烯酸、致孔剂甲苯以及模板分子，进行再次溶胀，然后加入交联剂以及引发剂溶胀聚合，最后经过适当的溶剂洗脱除去致孔剂、模板分子等，得到中空印迹聚合物微球。

传统磁性分子印迹聚合物的工艺路线多以磁性微球为核进行表面印迹，这样导致聚合物难以实现中空化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种磁性中空结构分子印迹聚合物的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种磁性中空结构分子印迹聚合物的制备方法，包括如下步骤：

（1）以甲基丙烯酸羟乙酯为功能单体，甲基丙烯酸缩水甘油酯为共单体，采用多步种子溶胀聚合法制备在表面嫁接了环氧基的具有中空结构的分子印迹聚合物；

（2）步骤（1）的分子印迹聚合物用高氯酸处理，使表面的环氧基开环；

（3）经步骤（2）处理的分子印迹聚合物用溶剂分散，再按铁离子与亚铁离子的摩尔比为2:1加入铁盐和亚铁盐，调节至碱性，反应得到磁性中空结构分子印迹聚合物。

进一步，步骤（1）的两步种子溶胀聚合法以聚苯乙烯微球为种子，先用助溶胀剂对种子进行第一次溶胀，再加入功能单体、共单体、致孔剂以及模板分子进行再次溶胀，然后加入交联剂和引发剂进行溶胀聚合，最后洗脱除去致孔剂、模板分子，得到表面嫁接了环氧基的具有中空结构的分子印迹聚合物。

进一步，所述助溶胀剂为邻苯二甲酸二丁酯，致孔剂一般为非（弱）极性有机溶剂，如甲苯或乙腈；交联剂为二乙烯基苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或N,N-亚甲基二丙烯酰胺；引发剂是油溶性引发剂就可以，如偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰。

进一步，步骤（2）中，分子印迹聚合物用高氯酸处理时优选以水-乙醇混合液为反应介质。

进一步，甲基丙烯酸缩水甘油酯用量太少，导致开环后表面的羟基数少，不利于原位生长磁性粒子，太多又会造成磁性粒子太多，覆盖聚合物表面，导致印迹聚合物的结合容量降低，甲基丙烯酸羟乙酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的体积比为1:（08-1.2）都可以接受，优选地为1:1。

进一步，所述铁盐为氯化铁，所述亚铁盐为氯化亚铁。

进一步，步骤（3）的反应温度没有特别严格的要求，一般在控制70-85℃。

本发明先制备中空印迹聚合物，然后在其表面原位生长磁性粒子，从而成功制备出具有磁性中空结构的分子印迹聚合物。其具有高结合容量和快速磁分离特点。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明磁性中空结构分子印迹聚合物及其前体的电镜图；

图2是本发明工艺路线图；

图3为本发明磁性中空结构分子印迹聚合物的磁性能曲线；

图4为本发明磁性中空结构分子印迹聚合物的容量曲线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

1.聚苯乙烯种子的制备采用分散聚合法，过程如下：100 mL乙醇中加入20 mL去离子水、1.4 g 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）超声分散均匀。在快速搅拌下将80 mg引发剂偶氮二异丁腈（AIBN）与10 mL单体苯乙烯的混合溶液滴加入分散体系中，通氮除氧30 min后，将体系密封，60℃下反应24 h。聚合结束后离心，将所得聚苯乙烯微球用乙醇清洗三次后40℃真空干燥过夜备用，形貌如图1a所示。