本发明专利技术涉及一种镍离子印迹磁性壳聚糖纳米材料的制备及应用方法，属于分析化学技术领域；以四氧化三铁为载体，Ni2+为模板，壳聚糖为功能单体制备镍离子印迹磁性壳聚糖纳米材料，先一步法合成四氧化三铁壳聚糖，再加入Ni(NO3)2水溶液形成配合物，接着用环氧氯丙烷和三聚磷酸钠在N2保护下60℃超声搅拌进行交联，然后以EDTA-Na溶液振荡洗脱模板离子，最后清洗干净并干燥、研磨；该制备过程简单、快捷、可靠；制备的材料不仅对Ni2+具有专一识别性，而且拥有超顺磁性。将该材料加入含Ni2+的环境水样或其它样品溶液中，搅拌10min即能富集其中的Ni2+，借助外加磁场可实现快速固-液相分离。用5% EDTA-Na溶液洗脱被吸附的Ni2+，回收率在94%以上；方法选择性好，材料可重复使用5-6次。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，具体涉及一种对痕量Ni2+具有高选择性快速分离富集功能的镍离子印迹磁性壳聚糖纳米材料的制备方法，属于分析化学
技术介绍
重金属严重危害人体健康和生态环境，受到了人们的广泛关注。其中，镍被列为第一类环境污染物，它可以通过多种途径进入人体、动物、植物等生物体内，产生很大的危害。现在，快速、准确地检测重金属元素以及有效地治理重金属污染已经成为环境、食品、卫生等领域的研究热点。环境水样等样品中镍的含量通常在微量甚至痕量的水平上，必须采用现代仪器分析技术对其进行测定。镍的检测方法，主要包括分光光度法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法、等离子体质谱法、电化学法等。由于镍离子含量较低，且基体成分复杂，所以，常需采用分离富集技术，以提高镍离子的浓度并消除干扰基体。传统分离富集方法如沉淀、络合、萃取等，存在操作繁琐、重现性差、富集倍数低、回收率不高等弊端。近年来，一种新的样品前处理技术一一固相萃取，以其富集倍数高、操作简便、可与多种现代分析仪器联用等特点，得到广泛应用。但常用固相萃取材料选择性差，过柱慢、易堵塞、操作时间长(尤其是当样品体积较大时)。因此，开发新型的固相萃取材料，提高固相萃取的选择性和分析速度是固相萃取技术的重要发展方向。分子(离子)印迹技术是提高材料选择性的有效手段。离子印迹材料以特定的目标离子为模板而制得，对样品溶液中的目标离子能产生选择性吸附作用。壳聚糖由自然界广泛存在的甲壳素经过脱乙酰作用而来，价廉易得。壳聚糖含有大量的氨基、羟基以及酰胺基，是一种优良的重金属生物吸附剂。因此，壳聚糖也可作为重金属离子印迹过程中的功能单体。磁性纳米材料不仅比表面积大，而且由于具有顺磁性，借助外加磁场可实现快速的固-液相分离。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题，提供，该方法以四氧化三铁为载体，Ni2+为模板，壳聚糖为功能单体，环氧氯丙烷和三聚磷酸钠为交联剂，制备出具有高度选择性和超顺磁性的纳米级Ni2+印迹壳聚糖材料。以该材料作为固相萃取吸附剂，实现了对环境水样、饮料等样品中痕量Ni2+的高选择性快速分尚富集，大大提尚了样品如处理的效率。本专利技术所采用的技术方案是: 一种镍离子印迹磁性壳聚糖纳米材料的制备方法，包括如下步骤: (1)将壳聚糖溶解于乙酸溶液中，配制成500mL 1 g/L壳聚糖乙酸溶液；(2)将0.25g FeCl3.6出0、0.25 g FeS04.7出0的混合水溶液加入上述壳聚糖乙酸溶液中，不断搅拌，并迅速滴加6.67 mL ΝΗ3.H20，继续搅拌30 min，得纳米四氧化三铁壳聚糖溶液； (3)将四氧化三铁壳聚糖溶液加到含0.2g Ni(N03)2.6H20的水溶液中，以超纯水定容至150 mL，在200 rpm、25°C下振荡15 min后用磁铁分离;将分离出来的固体水洗3次，加到50 mL 5%三聚磷酸钠溶液中，在60°C超声、N2保护下搅拌10 min，再加25 mL 2%经过预开环的环氧氯丙烷，继续搅拌30 min，静置2 h; (4)用5%EDTA-Na溶液振荡清洗上述材料中的Ni2+，直到没有Ni2+;再用0.1 mol/LNaOH清洗表面多余的EDTA-Na和调节材料的pH值，接着用丙酮和水交替清洗3次； (5)用磁铁分离后，将材料放入干燥箱干燥，然后研磨，过200目筛，得粉末状镍离子印迹磁性壳聚糖纳米材料； 步骤(2)所述的加入壳聚糖溶液是在80°C超声和N2保护搅拌下加入； 步骤(3)所述的环氧氯丙烷的预开环是在碱性条件及60°C下，经500 W微波辐射5 min； 步骤(4)所述的Ni2+的检测方法为原子吸收光谱仪测定法； 步骤(5)所述的粉末状镍离子印迹磁性壳聚糖纳米材料平均粒径约为30 nm,饱和磁化强度为15.4 emu.g—1，具有超顺磁性。制备的镍离子印迹磁性壳聚糖纳米材料的应用，具体步骤为:将50mg材料加至200 mL含有一定浓度Ni2+的溶液中，调节pH值在4-7之间，于200 rpm下振荡10 min;将吸附了Ni2+的材料用磁铁分离出来，然后加1 mL 5% EDTA-Na溶液，在400 rpm下振荡解吸2min，共2次，将2次的洗脱液混合均匀，用火焰原子吸收光谱法测定洗脱液中Ni2+的含量； 所述的含有一定浓度Ni2+的溶液是指环境水样、饮料样品或其它水基样品； 所述的镍离子印迹磁性壳聚糖纳米材料可重复使用5 — 6次。本专利技术的有益效果是: (1)本专利技术制备的镍离子印迹磁性纳米材料以四氧化三铁为载体，Ni2+为模板，壳聚糖为功能单体，且四氧化三铁壳聚糖的制备一步完成，制备过程简单、快捷、可靠； (2)本专利技术制备的材料不仅对Ni2+具有专一识别性，而且拥有超顺磁性及纳米材料的大表面积，利用外加磁场可对基质复杂溶液中的Ni2+进行快速分离富集。同时，材料pH适用范围宽、吸附容量较大、选择性好、可重复使用多次； (3)本专利技术制备的材料用于溶液中Ni2+的固相萃取，吸附速率快、抗干扰能力强、大大加快了样品处理过程，高效富集了 Ni2+，显著提高了仪器对Ni2+检测的灵敏度。【具体实施方式】下面通过实施例对本专利技术做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本专利技术，并不限制本专利技术的范围。实施例1 (1)磁性壳聚糖纳米颗粒的合成:用乙酸溶解壳聚糖，配制成500mL 1 g/L壳聚糖乙酸溶液，将0.25 g FeCls.6Η20、0.25 g FeS04.7H20的混合水溶液，在80°C超声和N2保护搅拌下加入壳聚糖乙酸溶液中，迅速滴加6.67 mL ΝΗ3.H20，继续搅拌30 min，得纳米四氧化三铁壳聚糖溶液； (2)镍离子印迹磁性壳聚糖纳米材料的制备:将四氧化三铁壳聚糖溶液加到含0.2gNi(N03)2.6H20的水溶液中，以超纯水定容至150 mL;在200 rpm、25°C下振荡15 min，用磁铁分离，将分离出来的固体水洗3次，加到50 mL 5%三聚磷酸钠溶液中，在60°C超声、N2保护下搅拌10 min，再加25 mL 2%经过预开环(碱性条件及60°C下、500 W微波福射5 min)的环氧氯丙烷，继续搅拌30 min，静置2 h，用5% ED当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种镍离子印迹磁性壳聚糖纳米材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）将壳聚糖溶解于乙酸溶液中，配制成500 mL 1 g/L 壳聚糖乙酸溶液；（2）将0.25 g FeCl3·6H2O、0.25 g FeSO4·7H2O的混合水溶液加入上述壳聚糖乙酸溶液中，不断搅拌，并迅速滴加6.67 mL NH3·H2O，继续搅拌30 min，得纳米四氧化三铁壳聚糖溶液；（3）将四氧化三铁壳聚糖溶液加到含0.2 g Ni(NO3)2·6H2O的水溶液中，以超纯水定容至150 mL，在200 rpm、25℃下振荡15 min后用磁铁分离；将分离出来的固体水洗3次，加到50 mL 5% 三聚磷酸钠溶液中，在60℃超声、N2保护下搅拌10 min，再加25 mL 2% 经过预开环的环氧氯丙烷，继续搅拌30 min，静置2 h；（4）用5% EDTA‑Na溶液振荡清洗上述材料中的Ni2+，直到没有Ni2+；再用0.1 mol/L NaOH清洗表面多余的EDTA‑Na和调节材料的pH值，接着用丙酮和水交替清洗3次；（5）用磁铁分离后，将材料放入干燥箱干燥，然后研磨，过200目筛，得粉末状镍离子印迹磁性壳聚糖纳米材料。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马晓国，陈圆，彭俊标，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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