本发明专利技术公开了一种Fe3O4‑NH2‑PEI磁性纳米材料的制备方法及其应用，包括1）FeCl3·6H2O加入无水乙酸钠和乙二醇，混合并在75~85℃条件进行机械搅拌，逐滴加入乙醇胺得到第一混合液，将第一混合液转移到反应釜中，在190~210℃下反应7~10 h，并清洗、干燥得到Fe3O4‑NH2纳米粒子；2）将Fe3O4‑NH2加入PEI甲醇溶液中，超声20~40 min，并逐滴加入戊二醛，机械搅拌，沉淀清洗、干燥制备得到Fe3O4‑NH2‑PEI磁性纳米材料。本发明专利技术制备出的PEI功能化Fe3O4磁性纳米材料保持了原有的晶型，具有良好的超顺磁性和分散性，可用于环境中有机磷酸酯磷酸三（2‑乙基）己基酯(TEHP）的富集。
【技术实现步骤摘要】
一种Fe3O4-NH2-PEI磁性纳米材料的制备方法及其应用
本专利技术属于无机复合材料与
，具体涉及一种新型磁性纳米材料的制备，此材料可应用于环境中有机磷酸酯（TEHP）的富集。
技术介绍
有机磷酸酯(organophosphateesters，OPEs)是一类重要的磷系阻燃剂，目前被广泛用作塑料、电子设备和家具中的阻燃剂或塑化剂。OPEs作为一种添加型阻燃剂，主要与化学材料键合，在环境空气、室内空气、地表水和污水处理厂排水中均有OPEs检出的报道。大量实验研究发现，有机磷酸酯阻燃剂性质十分稳定，具有生物累积性、致癌毒性、生殖毒性和致突变性，威胁人体健康和生态系统。因此，对水环境中OPEs的检测和控制变得越来越重要。磁性固相萃取(MSPE)作为一种新型样品前处理技术，直接将磁性吸附剂添加到样品溶液中，使其与目标分析物充分接触，达到萃取平衡后，通过施加外部磁场实现目标分析物与样品基质的快速分离。将磁性固相萃取引入环境样品前处理技术，磁性吸附材料不仅可以直接在环境介质中进行富集和快速分离，而且还解决了SPE吸附剂需装柱和大体积上样等问题。MSPE使用磁性纳米材料作为目标分析物的载体，具有易于功能化修饰、比表面积大、分散性强、便于固液分离等优势。MSPE操作简单、对分析物富集效率高。但现有技术中将磁性固相萃取应用于有机磷酸酯富集的技术很少，技术局限性在于确实适合的磁性纳米材料。针对以上问题，本专利技术制备出一种壳-核结构的磁性纳米微球Fe3O4-NH2-PEI，经修饰后的磁性纳米材料具有稳定的化学性质和高选择性等优点，不但解决了传统吸附剂固液分离难的问题，而且制备过程环保无污染，并在富集环境水样中的TEHP显示了独特的优势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于吸附有机磷酸酯TEHP的功能化磁性纳米粒子的制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种Fe3O4-NH2-PEI磁性纳米材料的制备方法，包括以下制备步骤：1）Fe3O4-NH2纳米粒子的制备：FeCl3·6H2O加入无水乙酸钠和乙二醇，FeCl3·6H2O与无水乙酸钠的质量比为3:7~9，无水乙酸钠与乙二醇的质量体积比为9g/100mL，混合并在75~85℃条件进行机械搅拌，逐滴加入乙醇胺得到第一混合液，乙醇胺与FeCl3·6H2O的质量比为5.0~7.0:1.3~1.4；将第一混合液转移到反应釜中，在190~210℃下反应7~10h，反应后产物用去离子水和无水乙醇清洗，在真空干燥箱中55~65℃烘干22~26h得到Fe3O4-NH2纳米粒子；2）Fe3O4-NH2-PEI纳米材料的制备：将Fe3O4-NH2加入PEI甲醇溶液中，Fe3O4-NH2与PEI甲醇溶液的质量体积比为0.1~0.3g/40~60mL，超声20~40min，并逐滴加入戊二醛，戊二醛与PEI甲醇溶液的体积比为2:3~30:20，机械搅拌，将得到的黑褐色沉淀超纯水清洗，在真空干燥箱中55~65℃烘干22~26h，制备得到所述Fe3O4-NH2-PEI磁性纳米材料。进一步的，FeCl3·6H2O与无水乙酸钠的质量比为3:8。进一步的，步骤1）中机械搅拌采用机械搅拌器，其转速为300rpm，搅拌时间为30~40min。进一步的，步骤2）中机械搅拌的温度为20℃~30℃，采用的机械搅拌器的转速为300rpm，搅拌时间为30~40min。制备所得到的Fe3O4-NH2-PEI磁性纳米材料应用于对环境中有机磷酸酯的吸附和富集。尤其适合应用于液体环境中有机磷酸酯的吸附和富集。应用所述Fe3O4-NH2-PEI磁性纳米材料吸附液体中有机磷酸酯的方法：将Fe3O4-NH2-PEI磁性纳米材料添加到含有有机磷酸酯污染物的液体中，震荡或搅拌10~30min，再通过外加磁场对磁性纳米材料进行回收。本专利技术的有益效果：本专利技术制备出的PEI功能化Fe3O4磁性纳米材料保持了原有的晶型，具有良好的超顺磁性和分散性，可用于环境中有机磷酸酯磷酸三（2-乙基）己基酯(TEHP）的富集。本专利技术具有方法简单，反应条件温和，原料易得，成本低的特点，在分析化学领域有广阔的应用前景。附图说明图1是制得的磁性纳米粒子Fe3O4-NH2-PEI扫描电镜（SEM）图。图2用1,6-己二胺和乙醇胺制的粒子对吸附效果的影响。图3吸附剂加入量对TEHP的吸附结果的影响。具体实施方式实施例1一种Fe3O4-NH2-PEI磁性纳米材料的制备方法，包括以下制备步骤：1）Fe3O4-NH2纳米粒子的制备：FeCl3·6H2O加入无水乙酸钠和乙二醇，FeCl3·6H2O与无水乙酸钠的质量比为3:7~9（优选3:8），无水乙酸钠与乙二醇的质量体积比为9g/100mL，混合并在75~85℃条件进行机械搅拌，逐滴加入乙醇胺得到第一混合液，乙醇胺与FeCl3·6H2O的质量比为5.0~7.0:1.3~1.4；将第一混合液转移到反应釜中，在190~210℃（优选200℃）下反应7~10h，反应后产物用去离子水和无水乙醇清洗，在真空干燥箱中55~65℃烘干22~26h得到Fe3O4-NH2纳米粒子；2）Fe3O4-NH2-PEI纳米材料的制备：将Fe3O4-NH2加入PEI甲醇溶液中，Fe3O4-NH2与PEI甲醇溶液的质量体积比为0.1~0.3g/40~60mL，超声20~40min，并逐滴加入戊二醛，戊二醛与PEI甲醇溶液的体积比为2:3~30:20，机械搅拌，将得到的黑褐色沉淀超纯水清洗，在真空干燥箱中55~65℃烘干22~26h，制备得到所述Fe3O4-NH2-PEI磁性纳米材料。实施例2在实施例1的基础上进行改进。1）Fe3O4-NH2纳米粒子的制备：1.3~1.4gFeCl3·6H2O加入无水乙酸钠和乙二醇，FeCl3·6H2O与无水乙酸钠的质量比为3:7~9（优选3:8），无水乙酸钠与乙二醇的质量体积比为9g/100mL，混合均匀，将上述液体转移到100mL三口烧瓶中，并在80℃条件进行机械搅拌，逐滴加入乙醇胺5.0~6.0g得到第一混合液；将第一混合液转移到反应釜中，在190~210℃（优选200℃）下反应8h，反应后产物用去离子水和无水乙醇清洗，在真空干燥箱中60℃烘干24h得到Fe3O4-NH2纳米粒子；2）Fe3O4-NH2-PEI纳米材料的制备：将0.1~0.3gFe3O4-NH2纳米粒子加入40~60mLPEI甲醇溶液（厂家：阿法埃莎(AlfaAesar)产品型号（ProductNo）.：40331Product:Polyethyleneimine,branched,M.W.10,000,99%LotNo.:R05C005Molecularweight:10,000Aminevalue:18meq/gAssay:99.8%CAS:9002-98-6规格是25g）中，超声30min，并逐滴加入4~6ml戊二醛，机械搅拌，将得到的黑褐色沉淀超纯水清洗，在真空干燥箱中60℃烘干24h，制备得到所述Fe3O4-NH2-PEI磁性纳米材料。本专利技术在研究过程中发现乙醇胺的温度和量影响了粒度，但由于生长过程的复杂性，效果不是线性的。此外，延长反应时间对颗粒尺寸没有明显影响。图1即按此方法制得的Fe3O4-NH2-PEI纳本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Fe3O4‑NH2‑PEI磁性纳米材料的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：1)Fe3O4‑NH2纳米粒子的制备：FeCl3·6H2O加入无水乙酸钠和乙二醇，FeCl3·6H2O与无水乙酸钠的质量比为3:7～9，无水乙酸钠与乙二醇的质量体积比为9g/100mL，混合并在75～85℃条件进行机械搅拌，逐滴加入乙醇胺得到第一混合液，乙醇胺与FeCl3·6H2O的质量比为5.0～7.0:1.3～1.4；将第一混合液转移到反应釜中，在190～210℃下反应7～10h，反应后产物用去离子水和无水乙醇清洗，在真空干燥箱中55～65℃烘干22～26h得到Fe3O4‑NH2纳米粒子；2)Fe3O4‑NH2‑PEI纳米材料的制备：将Fe3O4‑NH2加入PEI甲醇溶液中，Fe3O4‑NH2与PEI甲醇溶液的质量体积比为0.1～0.3g/40～60mL，超声20～40min，并逐滴加入戊二醛，戊二醛与PEI甲醇溶液的体积比为2:3～30:20，机械搅拌，将得到的黑褐色沉淀超纯水清洗，在真空干燥箱中55～65℃烘干22～26h，制备得到所述Fe3O4‑NH2‑PEI磁性纳米材料。
【技术特征摘要】
1.一种Fe3O4-NH2-PEI磁性纳米材料的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：1)Fe3O4-NH2纳米粒子的制备：FeCl3·6H2O加入无水乙酸钠和乙二醇，FeCl3·6H2O与无水乙酸钠的质量比为3:7～9，无水乙酸钠与乙二醇的质量体积比为9g/100mL，混合并在75～85℃条件进行机械搅拌，逐滴加入乙醇胺得到第一混合液，乙醇胺与FeCl3·6H2O的质量比为5.0～7.0:1.3～1.4；将第一混合液转移到反应釜中，在190～210℃下反应7～10h，反应后产物用去离子水和无水乙醇清洗，在真空干燥箱中55～65℃烘干22～26h得到Fe3O4-NH2纳米粒子；2)Fe3O4-NH2-PEI纳米材料的制备：将Fe3O4-NH2加入PEI甲醇溶液中，Fe3O4-NH2与PEI甲醇溶液的质量体积比为0.1～0.3g/40～60mL，超声20～40min，并逐滴加入戊二醛，戊二醛与PEI甲醇溶液的体积比为2:3～30:20，机械搅拌，将得到的黑褐色沉淀超纯水清洗，在真空干燥箱中55～65℃烘干22～26h，制备得到所述Fe3O4-NH2-PEI磁性纳米材料。2.根据权利要求1所述的Fe3O4-NH2-PEI磁性纳米材料的制备方法，其特征在于：FeCl3·6H2O与无水乙酸钠的质量比为3:8。3.根据权利要求1所述的Fe3O...
【专利技术属性】
技术研发人员：娄大伟，田媛媛，祝波，王希越，连丽丽，张浩，明明，郭晓阳，徐阳，
申请(专利权)人：吉林化工学院，
类型：发明
国别省市：吉林,22
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