[发明专利]2,4-二硝基苯胺磁性分子印迹复合材料的制备方法和应用

说明书

本发明属于磁性分子印迹聚合物复合材料领域，公开了一种2,4‑二硝基苯胺磁性分子印迹复合材料及其制备和应用。本发明结合了分子印迹技术与磁分离技术，以DNAN为目标物，合成了能选择性吸附环境水体中DNAN污染物，易于分离再生的磁性分子印迹材料，该磁性分子印迹材料对2,4‑二硝基苯胺具有高选择性，且具有较强的净化水体DNAN染料的能力，且易于磁性分离并再生利用，可应用在水环境治理中。

技术领域

本发明属于磁性分子印迹聚合物复合材料领域，特别涉及一种2,4-二硝基苯胺磁性分子印迹复合材料及其制备和应用。

背景技术

分子印迹技术是为获得在空间结构和结合位点上与目标分子完全匹配的聚合物的实验制备技术，是近年来集高分子合成、分子设计与识别、仿生生物工程等众多学科优势发展起来的一门新型的交叉学科。分子印迹聚合物(molecular imprinting polymers,MIPs)具有分子识别特性、物理和化学稳定性好、抗干扰性强、亲和性和选择性较高、使用寿命长以及应用范围广等特点。尤其是分子印迹微球具有规整的形状和良好的动力学特征，因此已广泛应用于分析化学的各个领域，如色谱分离、固相萃取(SPE)以及生物/化学传感器等研究领域。

制备分子印迹聚合物微球最常用的方法是沉淀聚合法，利用聚合物的刚性表面，使其在特定的溶剂中彼此分散，从而形成粒径均匀的具有高交联度的聚合物微球。如果将磁性材料包裹在聚合体系中，便可利用沉淀聚合方法制备出磁性分子印迹聚合物微球(magnetic molecularly imprinted polymers,MMIPs)，它同时兼备一般分子印迹聚合物和磁性材料的共同优点，既具有选择性识别作用，又具有优良的磁性。传统的MIPs在完成识别吸附过程后，需要利用离心或过滤等繁琐的步骤将吸附溶液和MIPs进行分离。而复合磁性微球在外加磁场作用下则具有快速分离特性，被称为“动态粒子”，从而可以在其完成对模板分子“主动”识别后，在外加磁场作用下很容易地与基质分离，且操作简单，分离时间短。这种可逆可控的快速分离特性，使得分子印迹技术的应用领域得到进一步的发展。磁性分子印迹聚合物微球已广泛应用于生物医学领域的酶的固定、细胞分离、靶向给药、产物提纯分离、以及环境废水、工业污染物等的处理等方面。

2,4-二硝基苯胺(DNAN)是分散染料、中性染料、硫化染料和有机颜料的中间体，用于生产硫化深蓝3R、分散红B、分散紫2R等染料，也用于其他有机合成，如生产农药二硝散以及用作印刷油墨的调色剂和制取防腐剂。工厂排放的废水废气是主要污染源，储运过程中的翻车、泄漏、容器破裂等事故，也会造成地表水与地面水的污染。由于DNAN蒸气压较低，因此在水中和土壤中不易挥发，存在时间较长。DNAN属于6.1类毒性物质，对眼睛、粘膜、呼吸道及皮肤有刺激作用，吸收进入体内导致形成高铁血红蛋白而引起紫绀，因而被列为“水中优先控制污染物”，俗称黑名单。合成纤维的印染工业废水中由于含大量氯化铵盐，该废水不能直接生化处理，常用方法是调节pH值后蒸发析盐处理，但这种处理方法会产生大量固废。

本发明结合了分子印迹技术与磁分离技术，以DNAN为目标物，合成了能选择性吸附环境水体中DNAN污染物，易于分离再生的磁性分子印迹材料，解决了传统吸附材料无选择性、难以分离、再生繁琐的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种2,4-二硝基苯胺磁性分子印迹复合材料。

本发明另一目的在于提供上述2,4-二硝基苯胺磁性分子印迹复合材料的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述2,4-二硝基苯胺磁性分子印迹复合材料在水环境治理中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种2,4-二硝基苯胺磁性分子印迹复合材料，其主要由以下方法制备得到：

(1)在溶剂存在条件下将模板分子2,4-二硝基苯胺和功能单体混合后超声震荡静置过夜得到预聚体溶液；