一种磁性修饰的类沸石咪唑酯骨架材料及其制备和应用制造技术

该发明专利技术属于金属有机多孔材料(MOFs)和分析技术领域，具体涉及一种磁性修饰的类沸石咪唑酯骨架材料

【技术实现步骤摘要】
一种磁性修饰的类沸石咪唑酯骨架材料及其制备和应用


[0001]该专利技术属于金属有机多孔材料和分析
，具体涉及一种磁性修饰的类沸石咪唑酯骨架材料(Fe3O4@PEI
‑
ZIF
‑
90)的简易制备方法和应用。
[0002]该专利技术提出的磁性修饰的咪唑酯骨架材料，合成过程简单，可对复杂样品中磺胺类物质实现高选择性和分离。该磁性材料在食品安全领域具有良好的应用前景。
技术背景
[0003]在1995年，Yaghi OM首次提出了金属有机骨架材料(Metal
‑
Organic Framework,MOFs),该材料具有一系列的优点，比如大的比表面积和孔道，能够被用于气体的储存、催化，也能够被用于化合物的分离吸附。MOFs材料具有丰富的π
‑
π键，能够对复杂基质中的小分子化合物进行吸附，且某些MOFs材料表面具有特殊基团，可以对MOFs材料进行改性，从而提高MOFs材料的某些性能。ZIFs属于MOFs，不仅具有金属骨架的优点，还具有天然沸石的特点，具有高的化学稳定性和热稳定性，因此可以被用于物质的分离、吸附和储存等。
[0004]磺胺类(SAs)物质由于其低价和良好的杀菌能力，被用做畜禽养殖过程中的抗菌药物。由于不正确的使用和处理磺胺类抗生素，会导致动物体内残留一些磺胺类物质，从而导致动物体内微生物系统失衡。当长期使用磺胺类物质时，导致积累量过高，会对生物体产生一系列的毒性作用，比如呕吐和造血紊乱。许多国家对动物源食品中的磺胺类物质采取了最大残留量标准。所以，发展一种对微量磺胺类物质进行富集的方法是非常重要的。

技术实现思路

[0005]该专利技术旨在提供一种制备简单，对磺胺类物质具有高选择和富集性的磁性修饰的类沸石咪唑酯骨架材料(Fe3O4@PEI
‑
ZIF
‑
90)。
[0006]一种磁性修饰的类沸石咪唑酯骨架材料，采用Fe3O4@PEI
‑
ZIF
‑
90表示。Fe3O4@PEI表示聚乙烯亚胺修饰的磁性纳米材料，Fe3O4@PEI
‑
ZIF
‑
90由Fe3O4@PEI纳米粒子与ZIF
‑
90发生化学反应制备。
[0007]本专利技术所述的磁性修饰的类沸石咪唑酯骨架材料(Fe3O4@PEI
‑
ZIF
‑
90)的具体合成方法是：采用两步溶剂热还原法。首先合成Fe3O4@PEI纳米粒子，然后与ZIF
‑
90反应。因为Fe3O4@PEI含有丰富的氨基官能团，ZIF
‑
90中含有醛基官能团，所以Fe3O4@PEI纳米粒子可以与ZIF
‑
90发生席夫碱反应，生成Fe3O4@PEI
‑
ZIF
‑
90材料。具体合成步骤如下：
[0008]首先，将合成的Fe3O4@PEI纳米粒子分散在DMF中，超声20
‑
30min。将咪唑
‑2‑
甲醛分散在DMF中，加热1
‑
2h，冷却至室温，然后加入溶有六水合硝酸锌的DMF溶液，搅拌30
‑
40min。最后加入分散有Fe3O4@PEI纳米粒子的DMF溶液，超声一段时间后，将混合物转移至反应釜中，50
‑
150℃反应15
‑
20h。冷却至室温后，用DMF洗涤2
‑
3次，每次用10
‑
15mL，然后用二氯甲烷洗3
‑
5次，每次10
‑
15mL，直到洗涤液变澄清，最后分散在25
‑
30mL二氯甲烷中，静置15
‑
18h；除去二氯甲烷，将产物放入真空干燥箱中110
‑
150℃干燥15
‑
18h。
[0009]所述的磁性修饰的类沸石咪唑酯骨架材料采用两步热溶剂法合成，首先合成
Fe3O4@PEI纳米粒子，然后合成Fe3O4@PEI
‑
ZIF
‑
90。其合成过程简单；Fe3O4@PEI纳米粒子中含有丰富的氨基官能团，可与ZIF
‑
90材料充分反应，使得到的材料具有丰富的磁性。ZIF
‑
90材料本身含有丰富的п
‑
п键，可以对目标物质进行选择性吸附。而该磁性纳米粒子对ZIF
‑
90进行修饰时，并未改变ZIF
‑
90材料的晶型，所以该磁性材料保留看了ZIF
‑
90的特性。
[0010]该材料可直接用于复杂基质中磺胺类物质的吸附，且操作快速、简单。在食品安全中具有很大的应用前景。
[0011]磺胺类物质为磺胺氯哒嗪、磺胺嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺甲基嘧啶、磺胺甲噻二唑、磺胺甲恶唑、磺胺噻唑。
[0012]磁性修饰的类沸石咪唑酯骨架材料具有较强的化学稳定性和磁性，能够缩短样品预处理时间。
[0013]该材料具有选择性吸附好，吸附容量大等优异特性。在对牛奶中磺胺类物质选择性富集时，具有快速、操作简单，灵敏度高等优点。
附图说明
[0014]图1本专利技术实施例一的(a)Fe3O4，(b)ZIF
‑
90和(c)Fe3O4@PEI
‑
ZIF
‑
90的红外图。
[0015]图2本专利技术实施例一的(A)ZIF
‑
90，(B)中(a)Fe3O4和(b)Fe3O4@PEI
‑
ZIF
‑
90的衍射角图谱。
[0016]图3是本专利技术实施例一的Fe3O4@PEI
‑
ZIF
‑
90的(A)扫描电镜图，(B)原子能级图
[0017]图4是牛奶样品处理之后的液相色谱
‑
质谱图。(A)用Fe3O4@PEI
‑
ZIF
‑
90材料处理后的混合物的总图谱，(B)SCP的提取图，(C)SDZ的提取图，(D)SMM的提取图，(E)SMR的提取图，(F)SMT的提取图，(G)SMX的提取图，(H)STZ的提取图。
[0018]下面结合附图对该专利技术进行具体阐述，且该实例仅限于理解，并非对该专利技术进行限定。
具体实施方式
[0019]实施例一
[0020]合成磁性修饰的类沸石咪唑酯材料。合成过程如下两步：
[0021]第一步采用热溶剂法合成Fe3O4@PEI纳米粒子：在250mL的平底烧瓶中加入100mL乙二醇，2.0g六水合三氯化铁，8.0g乙酸钠，2.0g聚乙烯亚胺(600Da)，60℃搅拌20min，转移到200mL反应釜中，在220℃条件下反应2h，固体产物Fe3O4@PEI用乙醇洗涤3次，且每次使用20mL，然后用DMF洗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性修饰的类沸石咪唑酯骨架材料的制备方法，其特征在于：采用Fe3O4@PEI
‑
ZIF
‑
90表示，Fe3O4@PEI表示利用聚乙烯亚胺修饰的磁性纳米粒子Fe3O4，ZIF
‑
90表示类沸石咪唑酯骨架材料，Fe3O4@PEI
‑
ZIF
‑
90由Fe3O4@PEI和ZIF
‑
90发生化学反应制备而成。2.根据权利要求1所述磁性修饰的类沸石咪唑酯骨架材料的制备方法，其特征为：首先将Fe3O4@PEI纳米粒子分散在DMF中，再将纳米粒子与咪唑
‑2‑
甲醛(ICA)和六水合硝酸锌反应，形成磁性修饰的类沸石咪唑酯骨架Fe3O4@PEI
‑
ZIF
‑
90材料。3.根据权利要求2所述材料的制备方法，其特征在于：Fe3O4@PEI、咪唑
‑2‑
甲醛、六水合硝酸锌的质量比为400
‑
500mg：1
‑
2g：2.5
‑
4.0g。4.根据权利要求1、2或3所述磁性修饰的类沸石咪唑酯骨架材料的制备方法，其特征在于：利用两步水热法合成，第一步，利用水热法合成Fe3O4@PEI纳米粒子，将合成的纳米粒子分散在N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)中备用；第二步，将ICA溶于DMF中，加热一段时间，将溶有六水合硝酸锌的DMF溶液加入到溶有ICA的DMF溶液中，搅拌一段时间；最后加入分散有磁性纳米粒子的DMF溶液，超声一段时间后，进行加热反应，得到磁性修饰的类沸石咪唑酯骨架材料Fe3O4@PEI
‑
ZIF
‑
90。5.根据权利要求4所述磁性修饰的类沸石咪唑酯骨架材料的制备方法，其特征在于：第二步具体过程如下：将400
‑
500mg Fe3O4@PEI分散在10
‑
20mL DMF中，超声20
‑
30min；将1
‑
2g ICA分散在50
‑
100mL...

【专利技术属性】
技术研发人员：许国旺，周智慧，赵春霞，路鑫，梁雯莹，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：