[发明专利]一种阿特拉津表面分子印迹磁性介孔材料的制备及应用方法

说明书

本发明涉及一种阿特拉津表面分子印迹磁性介孔材料的制备及应用方法，属于复合材料技术领域。制备方法包括首先通过溶胶‑凝胶过程在四氧化三铁表面包覆一层介孔二氧化硅，然后修饰乙烯基三甲氧基硅烷，再与功能单体衣康酸的乙腈溶液相混合，加入引发剂偶氮二异丁腈反应一段时间后，加阿特拉津，通氮除氧预聚合后，加入偶氮二异丁腈及交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯，进行聚合反应。利用外加磁场，对产物进行磁分离。然后用醋酸与甲醇的混合液洗脱模板分子，磁分离，真空干燥，得到阿特拉津表面分子印迹磁性介孔材料。将该材料加入含阿特拉津的环境水样或食品等样品溶液中，可对其中的阿特拉津进行高效吸附分离，处理速度快、抗干扰能力强，材料可重复使用多次。材料在水中阿特拉津的选择性吸附去除和微量阿特拉津检测前处理方面具有重要应用价值。

技术领域

本发明涉及一种高选择性吸附材料的制备及应用，具体涉及一种阿特拉津表面分子印迹磁性介孔材料的制备方法，以及该材料在溶液样品(如环境水样、食品样品等)中阿特拉津的吸附去除和分离富集中的应用，属于复合材料技术领域。

背景技术

阿特拉津(2-氯-4-乙基氨基-6-异丙基氨基-1，3，5-三嗪)属三嗪类除草剂，是世界上最常用的除草剂之一，被广泛用于大豆、玉米和高粱等农作物生产中的杂草控制。因此，阿特拉津可能会污染土壤、地表水、地下水和农产品，对饮用水和食品安全造成威胁。欧盟和美国将阿特拉津列为潜在的致癌物质和内分泌干扰物，一些国家已经禁止使用阿特拉津。因此，研究阿特拉津的高效去除技术和灵敏检测方法是非常重要的。

目前已经开发出若干种化学和物理方法去除阿特拉津，但其中一些方法会产生有毒副产物。由于具有效率高、使用方便等优点，吸附法是去除包括阿特拉津在内的有机污染物的最重要方法之一，尤其是对于低浓度污染物。吸附法的核心是吸附剂，活性炭是从废水中去除污染物的最常用吸附材料。然而，成本较高、缺乏选择性以及难以重复利用等弊端限制了它的实际应用。所以，有必要开发选择性高、成本低、处理快速的吸附剂，用于去除低浓度阿特拉津残留。

在阿特拉津检测方面，由于环境、食品等样品中阿特拉津含量较低，且基体成分复杂，用仪器进行检测前常需采用分离富集技术提高阿特拉津的浓度并消除样品基体成分的干扰。固相萃取具有操作简便、富集倍数高、有机溶剂用量少等特点，应用很广泛。但常用的固相萃取材料选择性差，操作时过柱慢、易堵塞、时间长。因此，需要开发新型固相萃取材料，以提高固相萃取的选择性，并加快分析速度。

分子印迹聚合物(MIP)是一类具有特定识别位点的交联聚合物，其在官能团作用、形状和尺寸方面与模板(目标)分子相匹配，因而可对目标分子产生选择性吸附。传统印迹技术如本体聚合法制备的阿特拉津分子印迹聚合物吸附率普遍不高，且平衡时间长，难以洗脱。近年来发展起来的表面印迹技术可以提高印迹材料对模板分子的结合能力，并加快传质速率。由于表面MIP的结合能力在很大程度上取决于载体的表面积，所以选择具有较大表面积的材料来制备MIPs能够获得较高的吸附容量。有序介孔材料如介孔二氧化硅以其表面积大等优点在分离领域受到了广泛关注。另一方面，磁分离技术简易、快捷。将表面印迹技术与磁性介孔材料相结合可使MIPs吸附量大、平衡时间短，借助外加磁场可实现快速的固-液相分离，从而提升材料的实际使用价值。

发明内容

本发明旨在克服传统分子印迹技术的不足，以介孔二氧化硅包覆四氧化三铁的复合材料(Fe₃O₄-mSiO₂)为载体，阿特拉津为模板分子，衣康酸为功能单体，采用表面分子印迹技术，制备出具有高度选择性和超顺磁性的阿特拉津分子表面印迹磁性材料。以该材料作为吸附剂，实现了对环境水样、食品样品溶液中阿特拉津的高选择性吸附去除和分离富集，大大提高了处理效率。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种阿特拉津表面分子印迹磁性介孔材料的制备方法，包括如下步骤：