[发明专利]一种中空多孔微球吸附剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种中空多孔微球吸附剂的制备方法，属环保功能材料制备技术领域。利用ZIF‑8纳米粒子作为Pickering乳液的稳定粒子，分散于溶液中作为水相；十二烷作为油相溶剂，交联剂偶氮二异丁腈，苯乙烯和二乙烯基苯混合作为油相；水相、油相混合后形成稳定的Pickering乳液；利用热引发反应制备出中空多孔微球吸附剂，并将其应用于水溶液中阿莫西林的吸附分离。该产品有大的比表面积和良好的稳定性，有利于对目标分子的吸附，附着于中空微球外部的多孔ZIF‑8为材料提供了大量的吸附位点，稳定附着于中空微球上的ZIF‑8纳米粒子比离散分布的ZIF‑8粒子更便于回收。

技术领域

本发明涉及一种利用类沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8纳米粒子稳定的Pickering乳液聚合制备中空多孔微球吸附剂的方法，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。

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。金属有机骨架材料（MOFs）是近年新兴起的材料，具有的高比表面积、灵活的结构调整性及稳定性等特点令其成为新型材料研究的热点，类沸石咪唑酯骨架材料（ZIFs）是具有类似沸石拓扑结构的MOFs材料，具有热稳定性和化学稳定性好、比表面积大、孔径可调等优点。在H₂、CH₄、CO₂等气体储运和溶液中的有害物分离吸附方面，有良好的表现。但ZIFs纳米粒子因其过小的物理尺寸在溶液中实际使用时难于回收，且将ZIFs纳米粒子作为Pickering乳液的稳定粒子鲜见报道。如能利用Pickering乳液聚合法，则既能充分发挥ZIFs材料的特点，又能有效克服其难回收的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备中空多孔微球吸附剂的方法，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乳液聚合法制备中空多孔微球吸附剂。其中以ZIF-8纳米颗粒作为稳定粒子，分散于溶液中作为水相。十二烷作为油相溶剂，交联剂偶氮二异丁腈，苯乙烯和二乙烯基苯混合作为油相。水相、油相混合后形成稳定的Pickering乳液。利用热引发反应制备出中空多孔微球吸附剂，并将其应用于水溶液中阿莫西林的吸附分离。该产品有大的比表面积和良好的稳定性，有利于对目标分子的吸附，中空球形的结构有稳定的物理结构，外部裸露的ZIF-8提供了大量的吸附位点，并且球形的结构相比离散的纳米ZIF-8粒子更加便于回收。具体技术方案如下：

本发明采用的技术方案是：

ZIF-8纳米粒子稳定的Pickering乳液聚合制备中空多孔微球吸附剂的方法，按照下述步骤进行：

ZIF-8纳米粒子稳定的Pickering乳液聚合制备中空多孔微球吸附剂的方法，按照下述步骤进行：