双吡唑功能化铅印迹SBA-15材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了双吡唑功能化铅印迹SBA‑15材料及制备方法和应用。该制备方法包括下述步骤：在DPP铅络合物、碱与四氢呋喃的混合物中，加入TEPIC，加热回流，真空下抽干溶剂，然后再加入甲苯和介孔材料SBA‑15，反应，然后用酸洗涤去除铅，即可。本发明专利技术的双吡唑功能化铅印迹SBA‑15材料对铅离子的选择性吸附高、对共存离子的抗干扰能力强，材料的再生能力强，应用开发的检测方法具有检测灵敏度高、精度良好、检测效率高的优点。

Bi pyrazole functionalized lead imprinted SBA-15 material and its preparation method and Application

The invention discloses a bi pyrazole functionalized lead imprinted SBA 15 material and a preparation method and application thereof. The preparation method includes the following steps: in the DPP lead complex, the mixture of alkali and tetrahydrofuran, the TEPIC is added, the reflux is heated, the solvent is drained under the vacuum, then the toluene and the mesoporous material SBA 15 are added to the reaction, and then the lead is removed with acid washing. The double pyrazole functional lead imprinting SBA 15 material has the advantages of high selective adsorption of lead ion, strong anti-interference ability to the coexisting ions, strong ability to regenerate the material, and the detection method of application development has the advantages of high detection sensitivity, good precision and high detection efficiency.

【技术实现步骤摘要】
双吡唑功能化铅印迹SBA-15材料及制备方法和应用
本专利技术涉及介孔材料领域，具体涉及双吡唑功能化铅印迹SBA-15材料及制备方法和应用。
技术介绍
铅是一种严重威胁人体生理健康的重金属元素，对生物体的消化系统、神经中枢系统，特别是肝脏及泌尿系统有严重危害。铅对人体的毒害是累积性的，铅可通过污染的水产品和作物在食物链富集，对人体产生危害。因此，富集和分离水体的痕量铅元素，是处理和分析含铅废水必不可少环节，受到广泛关注。离子印迹技术(ionimprintedtechnique，IIT)是近年来融合了众多学科优势，在分子印迹技术基础上发展起来的一种新技术。IIT形成的离子印迹聚合物(ionimprintedpolymer，IIP)具有高的预定性、强的识别性、广泛的适用性等特点。IIP的合成通常包括3个步骤：(1)单体-金属络合物的制备；(2)对上述络合物进行聚合反应；(3)采用适当方法去除模板离子，获得三维识别位点。目前，甲基丙烯酸、4-乙烯基吡啶、壳聚糖、有机硅烷、胺等功能单体被用于铅离子印迹聚合物的制备。其中，胺基官能化的铅离子印迹聚合物具有非常好的富集和分离效果。然而，由于胺基的氧化倾向，胺基官能化的铅离子印迹聚合物具有化学稳定性差的缺点。因此，开发一种可替代新型功能单体的铅离子印迹体系，具有重要意义。介孔二氧化硅材料是近年来的一个研究热点，具有比表面大、有序性高、孔径分布单一、表面易于改性等优点。目前，利用介孔二氧化硅材料作为固体萃取材料应用于重金属的富集和分离已经获得相当多的关注，研究显示，介孔二氧化硅材料功能改性可以增加重金属的分离效率。Heetal.报告了一种氨基酸改性铅离子印迹SBA-15型介孔二氧化硅材料，用于选择性去除铅离子。Liuetal.报告了一种壳聚糖改性铅离子印迹SBA-15型介孔二氧化硅材料，应用于水溶液中铅离子的选择性吸附。因此，通过优化设计介孔二氧化硅材料表面的离子印迹点位，实现对铅离子的选择性富集和分离，对应用于复杂基体中痕量铅离子的检测，具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中的吸附材料的吸附稳定性不强、对Pb(II)的选择性吸附不高、对共存离子的抗干扰能力不强、材料再生能力差的缺陷，提供了一种双吡唑功能化铅印迹SBA-15材料及制备方法和应用。本专利技术的双吡唑功能化铅印迹SBA-15材料对铅离子的选择性吸附高、对共存离子的抗干扰能力强，材料的再生能力强，而且具有检测灵敏度高、精度良好、检测效率高的优点。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本专利技术提供了一种双吡唑功能化铅印迹SBA-15材料的制备方法，其包括下述步骤：在DPP铅络合物、碱与四氢呋喃的混合物中，加入TEPIC，加热回流，真空下抽干溶剂，然后再加入甲苯和介孔材料SBA-15，反应，然后用酸洗涤去除铅，即可；所述的DPP是4-(二(1H-吡唑-1-基)甲基)苯酚，所述的TEPIC是3-三乙氧基甲硅烷基-丙基-异氰酸酯。本领域技术人员均清楚，DPP是4-(二(1H-吡唑-1-基)甲基)苯酚，化学结构式为本领域技术人员均清楚，TEPIC是3-三乙氧基甲硅烷基-丙基-异氰酸酯，化学结构式为本领域技术人员均清楚，SBA-15是指本领域常规使用的一种介孔材料。本专利技术的介孔材料SBA-15购于南京先丰纳米材料科技有限公司。其中，所述的碱较佳地为K2CO3、三乙胺和Na2CO3中的一种或多种，更佳地为K2CO3。所述的K2CO3较佳地为脱水K2CO3。其中，所述的DPP铅络合物与碱的摩尔比较佳地为1:1～1.2，更佳地为1：1。其中，所述的DPP铅络合物与TEPIC的摩尔比较佳地为1:1～1.2，更佳地为1：1。其中，所述的DPP铅络合物与介孔材料的摩尔质量比较佳地为1mmol:0.95g～1.00g，更佳地为1mmol:0.97g～0.98g。其中，所述的加热回流的温度较佳地为60～70℃，所述的加热回流的时间较佳地为9～13小时。其中，所述的反应的温度较佳地为105～115℃，所述的反应的时间较佳地为47～49小时。本专利技术中，所述的反应结束后、用酸洗涤去除铅之前，较佳地还进行后处理。所述的后处理较佳地为过滤，所得固体用依次用二氯甲烷、蒸馏水、乙醇和乙酸乙酯洗涤，干燥，即可。其中，所述酸较佳地为盐酸和/或硝酸，更佳地为盐酸；所述的酸的摩尔浓度较佳地为3mol/L。类似的，本专利技术还提供了一种双吡唑功能化铅印迹MCM-41材料的制备方法，其包括下述步骤：在DPP铅络合物、碱与四氢呋喃的混合物中，加入TEPIC，加热回流，真空下抽干溶剂，然后再加入甲苯和介孔材料MCM-41，反应，然后用酸洗涤去除铅，即可；所述的DPP是4-(二(1H-吡唑-1-基)甲基)苯酚，所述的TEPIC是3-三乙氧基甲硅烷基-丙基-异氰酸酯。优选的反应条件与上述双吡唑功能化铅印迹SBA-15材料的制备方法相同。类似的，本专利技术还提供了一种双吡唑功能化铅印迹FDU-12材料的制备方法，其包括下述步骤：在DPP铅络合物、碱与四氢呋喃的混合物中，加入TEPIC，加热回流，真空下抽干溶剂，然后再加入甲苯和介孔材料FDU-12，反应，然后用酸洗涤去除铅，即可；所述的DPP是4-(二(1H-吡唑-1-基)甲基)苯酚，所述的TEPIC是3-三乙氧基甲硅烷基-丙基-异氰酸酯。优选的反应条件与上述双吡唑功能化铅印迹SBA-15材料的制备方法相同。其中，所述的DPP铅络合物较佳地由下述制备方法制得：在甲醇和/或乙醇中，将DPP与铅化合物混合反应，即可。其中，所述的铅化合物作为印迹金属离子模板参与反应，本专利技术优选为硝酸铅(Pb(NO3)2)。其中，所述的反应的温度较佳地为10～30℃，即在室温下即可完成反应。其中，所述的反应的时间较佳地为4～6小时。其中，所述DPP与铅化合物的摩尔比较佳地为1：(0.5～0.6)。本专利技术还提供了一种由上述制备方法分别制得的双吡唑功能化铅印迹MCM-41材料、双吡唑功能化铅印迹SBA-15材料、或双吡唑功能化铅印迹FDU-12材料。本专利技术制备得到的双吡唑功能化铅印迹MCM-41材料记做Pb-IIMS-MCM-41。本专利技术制备得到的双吡唑功能化铅印迹SBA-15材料记做Pb-IIMS-SBA-15。本专利技术制备得到的双吡唑功能化铅印迹FDU-12材料记做Pb-IIMS-FDU-12。本专利技术还提供了上述双吡唑功能化铅印迹MCM-41材料在吸附和/或检测金属铅中的应用。本专利技术还提供了上述双吡唑功能化铅印迹SBA-15材料在吸附和/或检测金属铅中的应用。本专利技术还提供了上述双吡唑功能化铅印迹FDU-12材料在吸附和/或检测金属铅中的应用。其中，所述的铅较佳地为二价铅。本专利技术中，二价铅即为Pb(II)。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术所用试剂和原料均市售可得。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术基于不同介孔二氧化硅SBA-15，MCM-41和FDU-12以及作为模板的Pb(II)离子和作为功能单体的DPP，成功制备了三种新型吸附剂，所有这三种吸附剂材料被发现具有良好的化学稳定性、相当大的吸附容量和高选择性。合成吸附剂对Pb(II)的吸附行为符合拟二级模型，表明吸附过程是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双吡唑功能化铅印迹SBA‑15材料的制备方法，其包括下述步骤：在DPP铅络合物、碱与四氢呋喃的混合物中，加入TEPIC，加热回流，真空下抽干溶剂，然后再加入甲苯和介孔材料SBA‑15，反应，然后用酸洗涤去除铅，即可；所述的DPP是4‑(二(1H‑吡唑‑1‑基)甲基)苯酚，所述的TEPIC是3‑三乙氧基甲硅烷基‑丙基‑异氰酸酯。

【技术特征摘要】
1.一种双吡唑功能化铅印迹SBA-15材料的制备方法，其包括下述步骤：在DPP铅络合物、碱与四氢呋喃的混合物中，加入TEPIC，加热回流，真空下抽干溶剂，然后再加入甲苯和介孔材料SBA-15，反应，然后用酸洗涤去除铅，即可；所述的DPP是4-(二(1H-吡唑-1-基)甲基)苯酚，所述的TEPIC是3-三乙氧基甲硅烷基-丙基-异氰酸酯。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的碱为K2CO3、三乙胺和Na2CO3中的一种或多种，所述的K2CO3较佳地为脱水K2CO3。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的DPP铅络合物与碱的摩尔比为1:1～1.2，较佳地为1：1；和/或，所述的DPP铅络合物与TEPIC的摩尔比为1:1～1.2，较佳地为1：1；和/或，所述的DPP铅络合物与介孔材料的摩尔质量比为1mmol:0.95g～1.00g，较佳地为1mmol:0.97g～0.98g。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的加热回流的温度为60～70℃，所述的加热回流的时间为9～13小时；和/或，所述的反应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘曙，李晨，马明，
申请(专利权)人：上海出入境检验检疫局工业品与原材料检测技术中心，
类型：发明
国别省市：上海,31