本发明专利技术提供了一种具有高吸附容量的表面分子印迹聚合物的制备方法，将聚乙烯醇和十六烷基三甲基溴化铵溶于蒸馏水中，在搅拌条件下加入甲醇和氨水，搅拌后加入3‑巯基丙基三甲氧基硅烷，离心除去上清液，洗涤沉淀，烘干得到印迹载体；在乙醇中溶解模板分子，然后加入氨丙基三乙氧基硅烷和苯基硅烷，搅拌，加入印迹载体和四乙氧基硅烷，搅拌，再加入氨水搅拌反应，离心收集沉淀，将沉淀置于索氏提取器内提取，索氏提取后收集沉淀置于乙腈中搅拌洗脱，离心后收集沉淀，烘干后得到具有高吸附容量的表面分子印迹聚合物。本发明专利技术降低了印迹物的表面活化能，避免印迹颗粒的聚集；同时本发明专利技术提供了较大的比表面积，提高了表面印迹聚合物的吸附容量。
【技术实现步骤摘要】
一种具有高吸附容量的表面分子印迹聚合物的制备方法
本专利技术属于材料学领域，涉及一种功能材料，具体来说是一种具有高吸附容量的表面分子印迹聚合物的制备方法。
技术介绍
分子印迹技术(MolecularImprintedTechnology)是基于对模板分子的印迹和洗脱，获得具有特异性识别模板分子空腔。受益于这种特异性的识别能力，分子印迹材料(MolecularImprintedPolymers,MIPs)被广泛应用于不同基质样品中微量或痕量目标物的分离与富集。目前，为了获得更高的吸附容量和更快的吸附反应动力学，往往利用如二氧化硅、四氧化三铁、贵金属等纳米材料作为载体，通过表面印迹策略，获得核壳结构的功能化分子印迹材料。这类功能化的表面分子印迹材料具有较好的吸附和解吸性能，但是纳米尺寸的印迹材料因具有较大的表面活化能，在制备、纯化及后续应用过程中容易发生颗粒的团聚，导致传质速率和比表面积的下降，从而严重影响了此类分子印迹材料的吸附和富集性能。为了克服上述缺陷，有报道通过研磨或者印迹载体刻蚀的方式获得兼具良好分散性和高比表面积的大粒径印迹颗粒。但是，研磨或刻蚀在一定程度上会破坏已有的印迹空腔，降低印迹聚合物的目标识别选择性；此外，印迹载体的刻蚀会导致材料的机械强度下降，限制其应用范围。
技术实现思路
针对现有技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种具有高吸附容量的表面分子印迹聚合物的制备方法，所述的这种具有高吸附容量的表面分子印迹聚合物的制备方法要解决现有技术中印迹聚合物制备过程中颗粒团聚所导致的吸附容量和传质速率下降的技术问题。本专利技术提供了一种具有高吸附容量的表面分子印迹聚合物的制备方法，包括如下步骤：1)一个制备印迹载体的步骤，将聚乙烯醇和十六烷基三甲基溴化铵溶于蒸馏水中，在搅拌条件下加入甲醇和氨水，搅拌10～20分钟后加入3-巯基丙基三甲氧基硅烷，室温下搅拌20～30h，离心除去上清液，用甲醇和蒸馏水分别洗涤沉淀，烘干得到印迹载体；所述的聚乙烯醇的分子量为10K～20K；氨水的质量百分比浓度为2～10％；聚乙烯醇、十六烷基三甲基溴化铵、蒸馏水、甲醇、氨水、3-巯基丙基三甲氧基硅烷的物料比为0.1～1g：0.1～2g：5～8ml：5～15ml：1～10ml：0.1～1ml；2)一个制备表面印迹聚合物的步骤，在乙醇中溶解模板分子，然后加入氨丙基三乙氧基硅烷和苯基硅烷，搅拌20～40min，加入步骤1)中所制备得到的印迹载体和四乙氧基硅烷，搅拌4～10min，再加入氨水搅拌反应10～20小时，离心收集沉淀，将沉淀置于索氏提取器内，用洗脱液索氏提取,所述的洗脱液由乙腈和盐酸溶液组成，所述的乙腈和盐酸溶液的体积比为9:1，所述的盐酸溶液的浓度为1～4mol/L，索氏提取后收集沉淀，置于乙腈中搅拌洗脱，离心后收集到沉淀，45～50℃下烘干备用，得到具有高吸附容量的表面分子印迹聚合物；乙醇、模板分子、氨丙基三乙氧基硅烷、苯基硅烷、印迹载体、四乙氧基硅烷、氨水的物料比为8～12ml：10～100μg：200～500μg：200～500μg：100～500mg：1ml：1～5ml。进一步的，所述是模板分子是指间苯氧基苯甲醛、间苯氧基苯甲酸或者氰戊菊酯等菊酯类农药中的任意一种。本专利技术采用巯基硅烷为前驱体制备“球上球”(SphereonSphere，SOS)印迹载体，利用氨基硅烷和苯基硅烷为双功能单体，四乙氧基硅烷为交联剂；通过表面印迹策略，在“球上球”载体表面制备分子印迹聚合物。本专利技术和已有技术相比，其技术进步是显著的。本专利技术通过制备“球上球”颗粒为印迹载体，其中微米尺度的大球降低了印迹物的表面活化能，避免印迹颗粒的聚集；另一方面，微米球上的“纳米球”仍能够提供大的比表面积，提高印迹聚合物的吸附容量。本专利技术的方法中印迹载体一步制备，反应条件温和，改变模板分子即可实现对金属离子、小分子和蛋白质等大分子印迹聚合物的制备，可广泛用于复杂样品基质中目标对象的分离和富集。附图说明图1为印迹载体的扫描电镜图片。图2显示了采用SOS载体和纳米二氧化硅载体制备的分子印迹材料吸附不同浓度的间苯氧基苯甲醛的曲线。图3显示了SOS载体和纳米二氧化硅载体制备的分子印迹材料吸附等浓度的间苯氧基苯甲醛的时间曲线。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1间苯氧基苯甲醛分子表面印迹聚合物的制备1)印迹载体的制备，将0.1～1g聚乙烯醇(分子量10K～20K)和0.1～2g十六烷基三甲基溴化铵溶于5ml蒸馏水中，在搅拌条件下加入5～15ml甲醇和1～10ml氨水(质量百分比浓度2～10％)，搅拌15分钟后加入0.1～1ml3-巯基丙基三甲氧基硅烷，室温下搅拌24h，5000rpm离心5分钟除去上清液，用20ml甲醇和蒸馏水各洗涤沉淀两次，在50℃下烘干备用；印迹载体的扫描电镜图片如图1所示。2)印迹聚合物的制备，在10ml乙醇中溶解100μg间苯氧基苯甲醛，加入200～500μg的氨丙基三乙氧基硅烷和200～500μg的苯基硅烷搅拌30min，加入100～500mg上述1)中所制备得到的印迹载体和1ml的四乙氧基硅烷搅拌5min，加入1～5ml的氨水(质量百分比浓度2～10％)搅拌反应16小时，5000rpm离心10分钟收集沉淀。将沉淀置于索氏提取器内，用洗脱液(乙腈：盐酸＝9:1，盐酸浓度为1～4mol/L)索氏提取48h,索氏提取后收集沉淀置于30ml乙腈中搅拌洗脱1h，5000rpm离心10min后收集到沉淀，50℃下烘干备用；实施例2本实施例涉及与本专利技术高吸附容量的表面分子印迹聚合物的吸附性能对比1)基于法制备二氧化硅印迹载体，烧杯中加入61mL的无水乙醇，再加入5mL的四乙氧基硅烷及25mL蒸馏水，最后加入9mL的氨水(质量百分比浓度28％)，400rpm搅拌反应12h。反应结束后5000rpm离心10min，收集沉淀，用无水乙醇洗涤离心三次，60℃烘干待用。2)印迹聚合物的制备，在10ml乙醇中溶解100μg间苯氧基苯甲醛，加入200～500μg的氨丙基三乙氧基硅烷和200～500μg的苯基硅烷搅拌30min，加入100～500mg上述1)中所制备得到的印迹载体和1ml的四乙氧基硅烷搅拌5min，加入1～5ml的氨水(质量百分比浓度2～10％)搅拌反应16小时，5000rpm离心10分钟收集沉淀。将沉淀置于索氏提取器内，用洗脱液(乙腈：盐酸＝9:1，盐酸浓度为1～4mol/L)索氏提取48h,索氏提取后收集沉淀置于30ml乙腈中搅拌洗脱1h，5000rpm离心10min后收集到沉淀，50℃下烘干备用；实施例中对比两种印迹载体制备的分子印迹材料的吸附性能，通过吸附量Q体现，Q值的测定方法为：分别取20mg两种不同方法制备的分子印迹聚合物置于50ml烧杯中，加入10ml确定浓度的间苯氧基苯甲醛标准溶液，在pH＝8的30mM氨水-氯化铵缓冲溶中，800rpm的条件下搅拌吸附，将吸附液12000rpm离心3min后，取上清液，采用GBT6324.5-2008中的方法，通过紫外分光光度计记录480nm处的吸光度值。通过下式计算吸附量Q。其中Q：单位待测物对模板分子的吸附量(mg/g)；C0：为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有高吸附容量的表面分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1）一个制备印迹载体的步骤，将聚乙烯醇和十六烷基三甲基溴化铵溶于蒸馏水中，在搅拌条件下加入甲醇和氨水，搅拌10~20分钟后加入3‑巯基丙基三甲氧基硅烷，室温下搅拌20~30h，离心除去上清液，用甲醇和蒸馏水分别洗涤沉淀，烘干得到印迹载体；所述的聚乙烯醇的分子量为10K~20K；氨水的质量百分比浓度为2~10%；聚乙烯醇、十六烷基三甲基溴化铵、蒸馏水、甲醇、氨水、3‑巯基丙基三甲氧基硅烷的物料比为0.1~1g ：0.1~2g ：5~8ml：5~15 ml：1~10 ml：0.1~1 ml；2）一个制备表面印迹聚合物的步骤，在乙醇中溶解模板分子，然后加入氨丙基三乙氧基硅烷和苯基硅烷，搅拌20~40min，加入步骤1）中所制备得到的印迹载体和四乙氧基硅烷，搅拌4~10min，再加入氨水搅拌反应10~20小时，离心收集沉淀，将沉淀置于索氏提取器内，用洗脱液索氏提取,所述的洗脱液由乙腈和盐酸溶液组成，所述的乙腈和盐酸溶液的体积比为9:1，所述的盐酸溶液的浓度为1~4 mol/L，索氏提取后收集沉淀，置于乙腈中搅拌洗脱，离心后收集到沉淀，45~50℃下烘干备用，得到具有高吸附容量的表面分子印迹聚合物；乙醇、模板分子、氨丙基三乙氧基硅烷、苯基硅烷、印迹载体、四乙氧基硅烷、氨水的物料比为8~12ml：10~100 μg：200~500μg：200~500μg：100~500 mg：1ml：1~5 ml。...
【技术特征摘要】
1.一种具有高吸附容量的表面分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1）一个制备印迹载体的步骤，将聚乙烯醇和十六烷基三甲基溴化铵溶于蒸馏水中，在搅拌条件下加入甲醇和氨水，搅拌10~20分钟后加入3-巯基丙基三甲氧基硅烷，室温下搅拌20~30h，离心除去上清液，用甲醇和蒸馏水分别洗涤沉淀，烘干得到印迹载体；所述的聚乙烯醇的分子量为10K~20K；氨水的质量百分比浓度为2~10%；聚乙烯醇、十六烷基三甲基溴化铵、蒸馏水、甲醇、氨水、3-巯基丙基三甲氧基硅烷的物料比为0.1~1g：0.1~2g：5~8ml：5~15ml：1~10ml：0.1~1ml；2）一个制备表面印迹聚合物的步骤，在乙醇中溶解模板分子，然后加入氨丙基三乙氧基硅烷和苯基硅烷，搅拌20~40min，加入步骤1）中所制备得到的印迹载体和四乙氧...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐斐，叶泰，刘安，杨普，袁敏，曹慧，于劲松，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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