含羟基磁性微孔有机聚合物固相萃取剂、制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种含羟基磁性微孔有机聚合物固相萃取剂、制备方法及应用，即为Fe3O4/Hy‑MOP固相萃取剂或CoFe2O4/Hy‑MOP固相萃取剂；用于萃取水体中的紫外线吸收剂的应用。本发明专利技术的磁性Hy‑MOP固相萃取剂合成方法简单，所需原料成本低，产率较高以及可重复使用。本发明专利技术的磁性Hy‑MOP固相萃取剂具有比表面积大，孔隙率高，化学性质稳定，在水中的分散性好等优点。本发明专利技术的磁性Hy‑MOP固相萃取剂对三种紫外线吸收剂具有快速的磁分离能力，这样可以借助外部磁场作用实现与液相的快速分离，可避免离心或者过滤分离操作带来的不便，大大降低了操作的难度和成本。本发明专利技术的磁性Hy‑MOP固相萃取剂对三种紫外线吸收剂具有较高的萃取率。

Hydroxyl-containing magnetic microporous organic polymer solid phase extraction agent, preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
含羟基磁性微孔有机聚合物固相萃取剂、制备方法及应用
本专利技术属于废水处理领域，涉及固相萃取剂，具体涉及一种含羟基磁性微孔有机聚合物固相萃取剂、制备方法及应用。
技术介绍
紫外线吸收剂是一种光稳定剂，含有单环或多环的芳香结构，有着较强的亲脂性，因此被广泛用于日用品、个人护理产品和其他药品中。由于紫外线吸收剂的非均匀性，有些吸收剂能够穿透皮肤屏障，从而在组织中产生不良影响。近年来，随着紫外线吸收剂的大量使用和不恰当处理，其环境及健康风险效应受到关注。相关研究表明，城市生活污水中存在多种紫外线吸收剂，最终会直接或间接排放至水环境中，通过食物链进入人体，从而影响生态及人类健康。在大多数情况下，这些物质都存在于环境水中，并且含量较低，因此，需要在仪器测定前对分析物进行前处理，以达到分离富集目标物的目的。在众多的样品前处理技术中，超声辅助磁性固相萃取作为一种新型的前处理技术，与其它传统前处理技术相比操作简便、快速、有机溶剂使用量少以及材料易回收利用等优点，因此在分析环境中痕量紫外线吸收剂方面引起了人们的广泛关注。目前，基于微孔有机聚合物的超声辅助磁性固相萃取方法用于环境水样中紫外线吸收剂的前处理很少有报道。因此，研究该方法用于紫外线吸收剂的前处理具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供本专利技术提供一种含羟基磁性微孔有机聚合物固相萃取剂、制备方法及应用，解决现有的固相萃取剂产率不足且重复利用性能不足的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：一种含羟基磁性微孔有机聚合物固相萃取剂的制备方法，所述的含羟基磁性微孔有机聚合物固相萃取剂为Fe3O4/Hy-MOP固相萃取剂或CoFe2O4/Hy-MOP固相萃取剂；所述的Hy-MOP的制备方法为：采用付克烷基化法，将双酚A溶于1,2-二氯乙烷和二甲氧基甲烷中，制得混合溶液，搅拌混匀，随后加入无水三氯化铁，于氮气氛围中回流搅拌，趁热过滤并用甲醇反复洗涤至滤液澄清，产物经甲醇索氏提取，抽滤，滤饼真空干燥，得到浅棕色粉末固体，即制得Hy-MOP；所述的Fe3O4/Hy-MOP固相萃取剂的制备方法为：采用化学共沉淀法，将FeCl3·6H2O水溶液和FeSO4·7H2O水溶液加入到已经经过超声分散处理的Hy-MOP水溶液中，在氮气氛围中加热搅拌至60～70℃，调pH至9～10之间，继续搅拌加热1.5～2h，趁热过滤，滤饼用去离子水和无水乙醇反复洗涤至滤液为中性，烘干得到Fe3O4/Hy-MOP固相萃取剂；所述的CoFe2O4/Hy-MOP固相萃取剂的制备方法为：称取Hy-MOP、FeCl3·6H2O和CoCl2·6H2O超声分散至去离子水中，加热搅拌至85℃；调节溶液pH至11，持续加热搅拌5小时，趁热过滤，滤饼用去离子水和无水乙醇反复洗涤至滤液为中性，干燥处理，得到CoFe2O4/Hy-MOP固相萃取剂。本专利技术还具有如下技术特征：所述的Fe3O4/Hy-MOP固相萃取剂采用Fe3O4@Hy-MOP固相萃取剂替换。所述的Fe3O4@Hy-MOP固相萃取剂的制备方法为：采用化学共沉淀法，将Fe3O4纳米球超声分散到水中形成分散液，然后加入到已经经过超声分散处理的Hy-MOP水溶液中，在氮气氛围中加热搅拌至60～70℃，调pH至9～10之间，继续搅拌加热1.5～2h，趁热过滤，滤饼用去离子水和无水乙醇反复洗涤至滤液为中性，烘干得到Fe3O4@Hy-MOP固相萃取剂。所述的Fe3O4纳米球的制备方法为：将FeCl3·6H2O和柠檬酸三钠溶于乙二醇中，室温下搅拌后加入无水CH3COONa持续搅拌得到混合溶液，之后将得到的混合溶液转移到反应釜中，密封，反应；冷至室温后抽滤，滤饼用无水乙醇和超纯水交替洗涤数次，干燥，得到Fe3O4纳米球。所述的Fe3O4纳米球的制备方法中，Fe3O4纳米球与Hy-MOP按照质量比为1:1混合。所述的Fe3O4/Hy-MOP固相萃取剂的制备方法中，FeCl3·6H2O和FeSO4·7H2O的摩尔比为2:1；所述的FeCl3·6H2O和FeSO4·7H2O的总质量与Hy-MOP的质量比为3:5；所述的FeCl3·6H2O水溶液和FeSO4·7H2O水溶液需分别超声30min后，再加入到已经经过超声分散处理的Hy-MOP水溶液中。所述的CoFe2O4/Hy-MOP固相萃取剂的制备方法中，CoCl2·6H2O、FeCl3·6H2O和Hy-MOP的质量比为5:12:9。本专利技术还保护一种含羟基磁性微孔有机聚合物固相萃取剂，所述的含羟基磁性微孔有机聚合物固相萃取剂采用如上制备方法制得。本专利技术还保护如上制备方法制得的含羟基磁性微孔有机聚合物固相萃取剂用于萃取水体中的紫外线吸收剂的应用。所述的紫外线吸收剂为三氯卡班，三氯生或2,4-二羟基二苯甲酮。本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：(Ⅰ)本专利技术的磁性Hy-MOP固相萃取剂合成方法简单，所需原料成本低，产率较高以及可重复使用。(Ⅱ)本专利技术的磁性Hy-MOP固相萃取剂具有比表面积大，孔隙率高，化学性质稳定，在水中的分散性好等优点。(Ⅲ)本专利技术的磁性Hy-MOP固相萃取剂对三种紫外线吸收剂具有快速的磁分离能力，这样可以借助外部磁场作用实现与液相的快速分离，可避免离心或者过滤分离操作带来的不便，大大降低了操作的难度和成本。(Ⅳ)本专利技术的磁性Hy-MOP固相萃取剂对三种紫外线吸收剂具有较高的萃取率。附图说明图1为Hy-MOP和Fe3O4/Hy-MOP固相萃取剂的扫描电子显微镜图。图2为Hy-MOP和Fe3O4/Hy-MOP的傅里叶红外光谱图，其中a为Hy-MOP的傅里叶红外光谱图，b为Fe3O4/Hy-MOP的傅里叶红外光谱图。图3为不同磁性Hy-MOP材料对三种紫外线吸收剂萃取率影响的关系示意图。图4为Fe3O4/Hy-MOP磁性固相萃取剂对三种紫外线吸收剂萃取率随超声时间变化的关系示意图。图5为Fe3O4/Hy-MOP磁性固相萃取剂对三种紫外线吸收剂萃取率随重复使用次数变化的关系示意图。以下结合实施例对本专利技术的具体内容作进一步详细解释说明。具体实施方式微孔有机聚合物(MOPs)是一类低成本且容易制备的多孔材料，与传统的微孔材料(沸石、分子筛)以及金属有机框架材料(MOFs)相比，其具有骨架密度低、比表面积大、生物兼容性良好、化学稳定性和热稳定性好等优势。近年来，由于其独特的优势，MOPs已在非均相催化、分离、气体储存、催化剂及水处理等领域展现出巨大的应用前景。其中，MOPs材料可以通过分子筛分作用或微孔填充效应进行选择性的分离和富集与分子尺寸“大小一致”的目标分析物。功能化的MOPs具有疏水、亲水以及磁性作用，可有效提高前处理过程的分离富集能力。基于磁性材料的快速分离和多次重复使用的优点，结合Hy-MOP材料比表面积大、孔隙率高、结构稳定、制备工艺简单、成本较低的优点，合成磁性Hy-MOP材料，用于复杂样品的前处理，具有广泛的应用价值。Hy-MOP指的是含羟基微孔有机聚合物。磁性Hy-MOP固相萃取剂指的是含羟基磁性微孔有机聚合物固相萃取剂。Fe3O4/Hy-MOP固相萃取剂指的是以Fe3O4产生磁性的含羟基磁性微孔有机聚合物固相萃取剂。Fe3O4@Hy-MOP固相萃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含羟基磁性微孔有机聚合物固相萃取剂的制备方法，其特征在于，所述的含羟基磁性微孔有机聚合物固相萃取剂为Fe3O4/Hy‑MOP固相萃取剂或CoFe2O4/Hy‑MOP固相萃取剂；所述的Hy‑MOP的制备方法为：采用付克烷基化法，将双酚A溶于1,2‑二氯乙烷和二甲氧基甲烷中，制得混合溶液，搅拌混匀，随后加入无水三氯化铁，于氮气氛围中回流搅拌，趁热过滤并用甲醇反复洗涤至滤液澄清，产物经甲醇索氏提取，抽滤，滤饼真空干燥，得到浅棕色粉末固体，即制得Hy‑MOP；所述的Fe3O4/Hy‑MOP固相萃取剂的制备方法为：采用化学共沉淀法，将FeCl3·6H2O水溶液和FeSO4·7H2O水溶液加入到已经经过超声分散处理的Hy‑MOP水溶液中，在氮气氛围中加热搅拌至60～70℃，调pH至9～10之间，继续搅拌加热1.5～2h，趁热过滤，滤饼用去离子水和无水乙醇反复洗涤至滤液为中性，烘干得到Fe3O4/Hy‑MOP固相萃取剂；所述的CoFe2O4/Hy‑MOP固相萃取剂的制备方法为：称取Hy‑MOP、FeCl3·6H2O和CoCl2·6H2O超声分散至去离子水中，加热搅拌至85℃；调节溶液pH至11，持续加热搅拌5小时，趁热过滤，滤饼用去离子水和无水乙醇反复洗涤至滤液为中性，干燥处理，得到CoFe2O4/Hy‑MOP固相萃取剂。...

【技术特征摘要】
1.一种含羟基磁性微孔有机聚合物固相萃取剂的制备方法，其特征在于，所述的含羟基磁性微孔有机聚合物固相萃取剂为Fe3O4/Hy-MOP固相萃取剂或CoFe2O4/Hy-MOP固相萃取剂；所述的Hy-MOP的制备方法为：采用付克烷基化法，将双酚A溶于1,2-二氯乙烷和二甲氧基甲烷中，制得混合溶液，搅拌混匀，随后加入无水三氯化铁，于氮气氛围中回流搅拌，趁热过滤并用甲醇反复洗涤至滤液澄清，产物经甲醇索氏提取，抽滤，滤饼真空干燥，得到浅棕色粉末固体，即制得Hy-MOP；所述的Fe3O4/Hy-MOP固相萃取剂的制备方法为：采用化学共沉淀法，将FeCl3·6H2O水溶液和FeSO4·7H2O水溶液加入到已经经过超声分散处理的Hy-MOP水溶液中，在氮气氛围中加热搅拌至60～70℃，调pH至9～10之间，继续搅拌加热1.5～2h，趁热过滤，滤饼用去离子水和无水乙醇反复洗涤至滤液为中性，烘干得到Fe3O4/Hy-MOP固相萃取剂；所述的CoFe2O4/Hy-MOP固相萃取剂的制备方法为：称取Hy-MOP、FeCl3·6H2O和CoCl2·6H2O超声分散至去离子水中，加热搅拌至85℃；调节溶液pH至11，持续加热搅拌5小时，趁热过滤，滤饼用去离子水和无水乙醇反复洗涤至滤液为中性，干燥处理，得到CoFe2O4/Hy-MOP固相萃取剂。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的Fe3O4/Hy-MOP固相萃取剂采用Fe3O4@Hy-MOP固相萃取剂替换。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的Fe3O4@Hy-MOP固相萃取剂的制备方法为：采用化学共沉淀法，将Fe3O4纳米球超声分散到水中形成分散液，然后加入到已经经过超声分散处理的Hy-MOP水溶液中，在氮气氛围中加热搅拌至60～70℃，调pH至9～...

【专利技术属性】
技术研发人员：董社英，武欢，黄贵琦，黄廷林，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61