本发明专利技术属于吸附材料制备和吸附分离技术领域，具体涉及一种改性溴化丁基橡胶多孔材料的制备方法及其应用。利用炭黑CB作为稳定粒子，去离子水作为水相；改性溴化丁基橡胶、石油醚混合加热溶解作为油相；水相、油相混合后，形成较为稳定的Pickering乳液；橡胶作为基底材料，以其特有的自交联聚合能力，制备出改性溴化丁基橡胶多孔材料，并将其应用于水溶液中河豚毒素TTX的吸附分离。该产品有多孔的内部结构和良好的稳定性，有利于对目标分子的吸附分离，橡胶中掺杂分散的CB提供了大量的吸附位点，并且改性后的溴化丁基橡胶制备的多孔材料具有良好的自粘愈合能力。
Preparation and application of a modified brominated butyl rubber porous material
【技术实现步骤摘要】
一种改性溴化丁基橡胶多孔材料的制备方法及其应用
本专利技术属于材料制备和吸附分离
，涉及一种改性溴化丁基橡胶多孔材料的制备方法及其应用，尤其涉及一种Pickering乳液模板法制备掺杂有纳米级炭黑颗粒的改性溴化丁基橡胶多孔材料的方法，该材料应用于从环境水样中吸附分离河豚毒素。
技术介绍
河豚毒素(TTX)属于氨基全氢喹唑啉化合物，是一种笼形原酸酯类生物碱，分子式为C11H17N3O8。作为典型的非蛋白类神经毒素，TTX的毒性是氰化物的1250多倍，其通过与钠离子通道上的受体结合，导致神经和肌肉麻痹、肢体无力、瘫痪等，中毒严重的患者会因中枢神经麻痹、呼吸停止而死亡，无特效解毒剂。TTX不能被体内的消化酶分解，暴晒和盐腌均不能完全破坏其毒性，在加压锅内加热2h后可失去毒性。TTX具有的胍基是其活性基团，该基团可特异性结合于神经细胞膜的钠离子通道上，进而抑制神经细胞的Na+内流，阻断神经兴奋的传导。TTX除了在神经生理研究中作为一种特异的神经工具药物外，在戒除毒瘾、治疗心血管疾病、镇痛、局部麻醉等方面也有着广泛的应用前景。我国东南沿海河豚鱼资源丰富，毒性分布相当复杂。目前，除个别品种的低毒部位用于加工和出口以外，高毒品种和生产过程中剔除的高毒部位大量废弃，既造成了资源浪费，也带来了一定的环境污染。但TTX本身价格昂贵，因此，如能吸附分离环境中的TTX，既可降低环境风险、也有助于实现废弃物的再利用。寻找一种高效、价廉、可操作性强的高性能吸附材料吸附提取环境水样中的TTX尤显重要。目前用来分离提取TTX的吸附材料，用的较多的是极性树脂。极性树脂对TTX毒素具有较大的亲和力，TTX毒素能有效地交换到树脂上，从而达到分离富集的目的。但是现有的极性树脂不具备抗破裂性能和自愈能力。现有技术制备橡胶多孔材料通常是加入橡胶发泡剂，这种方式难以控制孔隙结构的形状、大小等。
技术实现思路
本专利技术是以改性溴化丁基橡胶BIIR混溶在石油醚中作为油相，以去离子水为水相，炭黑颗粒CB作为稳定粒子，利用改性溴化丁基橡胶本身在常温下的自聚合能力，利用油包水乳液模板法制备的一种具有自愈合能力、结构稳定的多孔吸附材料，并用于对环境中水样的河豚毒素TTX的吸附分离，该改性溴化丁基橡胶多孔材料对TTX具有较好的吸附性能。本专利技术的技术方案是：一种改性溴化丁基橡胶多孔材料的制备方法，按以下步骤进行：(1)将溴丁基橡胶(BIIR)和丁基咪唑置入密炼机中混合进行固化实验，固化完成后剥离密炼机，得到改性溴化丁基橡胶(INR)，室温下，静置冷却至常温；BIIR的溴含量为0.02wt％～0.03wt％，BIIR和丁基咪唑的质量比为25:1～28:1，密炼时的固化温度设置为150℃。(2)将步骤(1)得到的INR加入到石油醚中，混合备用，室温静置4天以上，得到混合物A；混合物A中的石油醚和INR材料的质量比为18:1～22:1。(3)将炭黑(CB)加入到去离子水中，用高速搅拌机搅拌成均匀分散的悬浊液；去离子水与CB的质量比为150:1～170:1。(4)用水浴锅加热步骤(2)得到的混合物A，得到均匀的浑浊混合物B，加热温度设置为65℃，水浴锅的加热时间为1～2h。(5)将步骤(3)得到的悬浊液边搅拌边缓慢倒入步骤(4)得到的混合液B中，持续20～25min，待混合均匀，得到具有流动形态的混合物C；INR与CB质量比为6:1～9:1。(6)将步骤(5)得到的混合物C中分层出的多余水分去除，再倒入培养皿中，放置入60℃烘箱中24小时以上烘干，以去除其他水分和石油醚。(7)用去离子水将步骤(6)得到的材料洗净，再放置入50℃的烘箱中烘干即得到改性溴化丁基橡胶多孔材料CB@INR。上述改性溴化丁基橡胶多孔材料应用于吸附分离提取环境中的河豚毒素TTX，具体方法按照下述步骤进行：配制TTX浓度10mg/L，在50mL锥形瓶中加入TTX溶液20mL和100mg吸附剂CB@INR。在25℃下，分别考察不同浓度(100～800μg·L-1)、不同吸附时间(0～720min)下吸附剂对TTX的吸附量，取其吸附后的TTX溶液，用高效液相色谱仪测定溶液中TTX的浓度，根据公式(1)计算吸附剂的吸附量。Co代表TTX溶液的初始质量浓度，Ct代表吸附某一时刻t后TTX溶液的浓度，V是TTX溶液的体积，W表示吸附剂的用量；如果吸附平衡TTX溶液的浓度为Ce，则可以根据该公式算出Qt。本专利技术的技术优点：(1)以改性后的溴化丁基橡胶材料为基质材料，炭黑颗粒为稳定粒子，采用Pickering乳液模板法，制备出具有较高吸附容量、良好自愈能力的改性溴化丁基橡胶多孔材料，其中，炭黑在橡胶中还起补强作用，且材料中参杂炭黑颗粒，可以有效的增大多孔材料的比表面积，提供更多的吸附位点。并且，炭黑作为一种强极性材料，而TTX亦是极性分子，能增强材料对TTX的吸附能力，为环境样品中TTX的有效分离/提取奠定基础。(2)改性溴化丁基橡胶在具有极性和较好的吸附能力的同时，制备的橡胶多孔材料还具有抗破裂性能和优异的自愈能力。(3)采用Pickering乳液模板法制备橡胶多孔材料，操作过程简单可控且环保。附图说明图1改性溴化丁基橡胶多孔材料的扫描电镜图；(a)为CB@INR放大500倍的扫描电镜图，(b)为CB@INR放大30000倍的扫描电镜图。图2改性溴化丁基橡胶多孔材料的自愈合图。图3改性溴化丁基橡胶多孔材料吸附前后的红外光谱图；(a)CB@INR吸附前和(b)CB@INR吸附后。图4改性溴化丁基橡胶多孔材料经酸碱处理后质量损失率变化图示。图525℃条件下改性溴化丁基橡胶多孔材料吸附TTX的等温线图示。图6改性溴化丁基橡胶多孔材料吸附TTX的动力学图示。具体实施方式下面结合具体实施实例对本专利技术做进一步说明。实施例1分别称取溴化丁基橡胶25g、丁基咪唑1g。在高温150℃下，将各组分混合物在密炼机中进行固化实验，得到丁基咪唑改性溴化丁基橡胶INR。称取改性溴化丁基橡胶INR1.6g、石油醚30g，混合备用，混合物在室温静置4天以上后，使用水浴锅加热1小时，将INR在65℃下用石油醚溶解成均匀混合液，得到溶液状的改性溴化丁基橡胶INR。称取0.16g的CB，24g的去离子水，用高速搅拌机搅拌成均匀的悬浊液。在温度为65℃的条件下，把CB悬浊液边搅拌边缓慢倒入INR溶液中，并持续搅拌20min，得到CB@INR混合液。将上一步得到的混合物材料中分层出的多余水分去除后，再倒入培养皿中，放置入60℃烘箱中24小时以上烘干，以去除其他的水分和石油醚。再用去离子水将干燥得到的材料洗净，再放置入50℃的烘箱中烘干即得到产物改性溴化丁基橡胶多孔材料CB@INR。实施例2分别称取溴化丁基橡胶26g、丁基咪唑1g。在高温150℃下，将各组分混合物在密炼机中进行固化实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改性溴化丁基橡胶多孔材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：/n(1)将溴丁基橡胶(BIIR)和丁基咪唑置于密炼机中混合进行固化实验，固化完成后剥离密炼机，得到改性溴化丁基橡胶(INR)，室温下，静置冷却至常温；/n(2)将步骤(1)得到的INR加入到石油醚中，混合备用，室温静置4天以上，得到混合物A；/n(3)将炭黑(CB)加入到去离子水中，用高速搅拌机搅拌成均匀分散的悬浊液；/n(4)用水浴锅加热步骤(2)得到的混合物A，得到均匀的浑浊混合物B，/n(5)将步骤(3)得到的悬浊液边搅拌边缓慢倒入步骤(4)得到的混合液B中，持续搅拌，待混合均匀，得到具有流动形态的混合物C；/n(6)将步骤(5)得到的混合物C中分层出的多余水分去除，再倒入培养皿中，放置入60℃烘箱中24小时以上烘干，以去除其他水分和石油醚；/n(7)用去离子水将步骤(6)得到的材料洗净，再放置入50℃的烘箱中烘干即得到改性溴化丁基橡胶多孔材料CB@INR。/n
【技术特征摘要】
1.一种改性溴化丁基橡胶多孔材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：
(1)将溴丁基橡胶(BIIR)和丁基咪唑置于密炼机中混合进行固化实验，固化完成后剥离密炼机，得到改性溴化丁基橡胶(INR)，室温下，静置冷却至常温；
(2)将步骤(1)得到的INR加入到石油醚中，混合备用，室温静置4天以上，得到混合物A；
(3)将炭黑(CB)加入到去离子水中，用高速搅拌机搅拌成均匀分散的悬浊液；
(4)用水浴锅加热步骤(2)得到的混合物A，得到均匀的浑浊混合物B，
(5)将步骤(3)得到的悬浊液边搅拌边缓慢倒入步骤(4)得到的混合液B中，持续搅拌，待混合均匀，得到具有流动形态的混合物C；
(6)将步骤(5)得到的混合物C中分层出的多余水分去除，再倒入培养皿中，放置入60℃烘箱中24小时以上烘干，以去除其他水分和石油醚；
(7)用去离子水将步骤(6)得到的材料洗净，再放置入50℃的烘箱中烘干即得到改性溴化丁基橡胶多孔材料CB@INR。
2.根据权利要求1所述的改性溴化丁基橡胶多孔材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述BIIR的溴含量为0.02wt％～0.03wt％，BIIR和丁基咪唑的质量比为25:1～28:1，密炼时的固化温度设置为1...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧红香，贡晨霞，郑旭东，黄如君，李凯佳，周东升，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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