一种聚合物基质弱阴离子交换树脂的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种聚合物基质弱阴离子交换树脂的制备方法，包括：S1、将二乙烯基苯，甲基丙烯酸二乙氨基乙酯，致孔剂，液体石蜡和2,2

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物基质弱阴离子交换树脂的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及弱阴离子交换树脂的制备方法及应用，尤其涉及一种聚合物基质弱阴离子交换树脂的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]固相萃取(Solid Phase Extraction，SPE)是一种继液液萃取之后才出现的样品前处理技术。因其与其他样品前处理技术方法相对比，具有快速、便捷、重现性好等优越性，所以得到迅速发展，是分析专业一种必不可少的样品前处理手段，并广泛应用于医药、食品、环境、商检、化工等各个领域。其中固相萃取填料作为固相萃取装置的核心，填料可以通过接入官能团进行修饰改性，这些官能团可通过不同的作用力来吸附指定的目标化合物。固相萃取技术是利用样品中目标化合物在固相和液相两个不同介质中被吸附的能力差的不同，从而将目标物分离、提纯、富集，完成对样品的预处理。固相萃取技术还有两个优点，一是提高痕量分析物的检出能力，二是提高目标化合物的回收率。
[0003]固相萃取按照填料的基质可以分为四大类：1.高分子聚合物基质的固相萃取填料，指以有机高分子聚合物为基质的一类固相萃取填料。这类固相萃取填料具有更宽的pH值适用范围，还具有通用性，不存在次级相互作用。通过修饰改性带有不同的官能团，其选择性更高。2.键合硅胶基质的固相萃取填料，硅胶基质是指一种无机基质通过硅氧键键合得到的材料，具有粒径分布和孔结构易于控制、易于改性以及机械强度高等优点。但是这类填料其pH适用的范围有限定，化学稳定性差，并且在一些检测当中需要结合其他物质，而局限了它的发展。3.无机基质的固相萃取填料，包括多种氧化物基质的固相萃取填料，其中碳黑无机物，三氧化二铝和硅酸镁基质的更为常用。这种材料的优点是比表面积大，活性强以及对分析物的测试性能好，对人体刺激性小，对环境友好，所以相比较来说被选择性较高，应用广。4.混合型固相萃取填料，该种固相萃取填料是由所多种官能团通过某种键合反应，结合到一起。由于具有多种官能团，增加了填料的选择性，使得其应用范围比单一官能团的固相萃取填料广泛。
[0004]根据离子交换固相萃取填料的选择性不同，可分为阳离子交换固相萃取填料和阴离子交换固相萃取填料。阳离子交换固相萃取填料可进一步分为强酸型、中酸型和弱酸型，阴离子交换固相萃取填料又可分为强碱型和弱碱型，强碱型阴离子交换树脂主要含有较强的反应基，弱碱型阴离子交换树脂则含有弱碱性基团。制备阴离子交换固相萃取填料的方法多是先将苯乙烯和二乙烯基苯交联的微球进行氯甲基化，再与叔胺进行胺化反应，或者用交联苯乙烯微球先进行氯乙酰化反应，再通过胺化反应得到弱碱性的阴离子交换树脂。如公开号为CN112029018A的中国专利文献，其公开了一种弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂的制备方法，其特征是通过单体丙烯酸甲酯和交联剂二乙烯基苯通过聚合制备得到白球，再利用三乙烯四胺进行氨基功能化并使用戊二醛进行交联反应，得到氨基化球，最后将氨基化球与甲酸、甲醛进行甲基化处理，制备得到产物，但其反应条件依旧繁琐，需要多步操作等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种聚合物基质弱阴离子交换树脂的制备方法及应用，采用一步聚合法合成技术制备聚合物基质弱阴离子交换树脂材料，该弱阴离子交换树脂材料具有较高的化学稳定性，机械强度、比表面积和弱阴离子交换容量，可用作固相萃取填料应用各种食品、农畜产品、环境样品以及生物样品中目标化合物的样品前处理。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种聚合物基质弱阴离子交换树脂的制备方法，包括如下步骤：S1、将二乙烯基苯，甲基丙烯酸二乙氨基乙酯，致孔剂，液体石蜡和2,2
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偶氮二异丁腈在常温下搅拌混合，制得油相混合液；
[0007]S2、在容器中倒入去离子水，然后在室温下加入分散剂，搅拌至固体溶解，得到水相混合物；S3、将准备好的油相混合液加入到S2中的容器中，搅拌使油相和水相充分混合分散，然后升温进行共聚反应，反应结束后，冷却至室温，用四氢呋喃进行浸泡沉淀，然后用甲醇清洗，真空干燥后用筛网筛分出合格的聚合物微球。
[0008]进一步地，所述步骤S1中致孔剂为甲苯、乙腈、正庚烷和均三甲苯中的一种或其混合物。
[0009]进一步地，所述步骤S1中二乙烯基苯，甲基丙烯酸二乙氨基乙酯和致孔剂的质量比为3
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5：0.6
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2.5：2.4
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5。
[0010]进一步地，所述步骤S1中液体石蜡用量为二乙烯基苯单体质量的7％
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14％，2,2
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偶氮二异丁腈引发剂用量为二乙烯基苯单体质量的2.8％
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8.5％。
[0011]进一步地，所述步骤S2中分散剂的用量为去离子水质量的0.5％
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2.2％。
[0012]进一步地，所述步骤S3采用悬浮聚合法，反应温度为60
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80℃，反应时间为12
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20h。
[0013]进一步地，所述步骤S3中浸泡沉淀溶剂四氢呋喃用量为二乙烯基苯单体重量的3.5
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5倍，清洗溶剂甲醇用量为二乙烯基苯单体重量的3.0
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5倍。
[0014]进一步地，所述步骤S3用四氢呋喃进行浸泡沉淀两次，然后用甲醇清洗三次，真空干燥后用80目筛网筛分出合格的聚合物微球。
[0015]本专利技术为解决上述技术问题还提供一种上述制备方法制备得到的聚合物基质弱阴离子交换树脂作为固相萃取填料的应用，在果汁中用于检测目标化合物甜蜜素，在包材中用于检测目标化合物全氟辛烷磺酸和全氟辛酸。
[0016]进一步地，弱阴离子交换容量的调整范围在0.05
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4.0mmol/g之间。
[0017]本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术采用一步聚合法进行聚合反应，可以选用甲苯、乙腈、正庚烷和均三甲基苯作为致孔剂，2,2
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偶氮二异丁腈作为引发剂，利用甲基丙烯酸二乙氨基乙酯作为氨基改性剂，采用悬浮聚合法使二乙烯基苯和氨基改性剂进行交联聚合，得到弱阴离子交换树脂材料。本专利技术提供的聚合物基质弱阴离子交换树脂的制备方法，合成的阴离子交换树脂，比表面积高达400m2/g以上，孔径分布主要集中在3nm左右，弱阴离子交换容量可在0.05
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4.0mmol/g的范围之间进行调整。可将聚合物基质弱阴离子交换树脂作为固相萃取填料应用于各种食品、农畜产品、环境样品以及生物样品中，如果汁中的甜蜜素和包材中的全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)等目标化合物的样品前处理。
附图说明
[0018]图1为聚合物基质弱阴离子树脂材料的SEM图。
[0019]图2为聚合物基质弱阴离子树脂材料的N2吸脱附等温曲线。
[0020]图3为标准品甜蜜素的标准液相色谱图。
[0021]图4为本专利技术实施例1制备的聚合物弱阴离子树脂材料对甜蜜素的液相色谱图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物基质弱阴离子交换树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将二乙烯基苯，甲基丙烯酸二乙氨基乙酯，致孔剂，液体石蜡和2,2
‑
偶氮二异丁腈在常温下搅拌混合，制得油相混合液；S2、在容器中倒入去离子水，然后在室温下加入分散剂，搅拌至固体溶解，得到水相混合物；S3、将准备好的油相混合液加入到S2中的容器中，搅拌使油相和水相充分混合分散，然后升温进行共聚反应，反应结束后，冷却至室温，用四氢呋喃进行浸泡沉淀，然后用甲醇清洗，真空干燥后用筛网筛分出合格的聚合物微球。2.如权利要求1所述的聚合物基质弱阴离子交换树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中致孔剂为甲苯、乙腈、正庚烷和均三甲苯中的一种或其混合物。3.如权利要求1所述的聚合物基质弱阴离子交换树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中二乙烯基苯，甲基丙烯酸二乙氨基乙酯和致孔剂的质量比为3
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5：0.6
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2.5：2.4
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5。4.如权利要求1所述的聚合物基质弱阴离子交换树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中液体石蜡用量为二乙烯基苯单体质量的7％
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14％，2,2
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偶氮二异丁腈引发剂用量为二乙烯基苯单体质量的2.8％
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8.5％。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，徐晨，杨振，陈武炼，
申请(专利权)人：上海安谱实验科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：