一种改性多孔柔性材料及其制备方法和萃取应用技术

本发明专利技术公开了一种改性多孔柔性材料及其制备方法和用途，具体到制备方法，包括以下步骤：S1疏水改性剂的制备：将正硅酸乙酯、乙醇、水以及烷氧基硅烷按照一定的摩尔量配比进行混合，调节pH值于2～5，然后回流得到疏水改性剂溶液；S2改性多孔柔性材料的制备：将多孔柔性材料按照一定比例浸泡在S1制备获得的疏水改性剂溶液中，充分浸润后，通过机械压缩的方式去除多余的疏水改性剂溶液，然后在90～120℃下真空加热，再用乙酸乙酯洗涤，即得。本发明专利技术还公开了采用该方法获得的改性多孔柔性材料以及用途。萃取后的多孔柔性材料易实现色谱分离，提高反应效率；另外，本发明专利技术原材料价格便宜，易实现规模化生产而带来可喜的经济效益。易实现规模化生产而带来可喜的经济效益。易实现规模化生产而带来可喜的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种改性多孔柔性材料及其制备方法和萃取应用


[0001]本专利技术涉及材料化学领域，具体涉及一种改性多孔柔性材料及其制 备方法和萃取应用。

技术介绍

[0002]在分析化学，化学合成和临床研究中经常需要将有机物从水性介质 中提取出来。其中液液萃取(liquid
‑
liquid extraction,简称LLE)，又称 溶剂萃取，亦称抽提，是最常用的方法。液液萃取是利用物质在两种互 不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使溶质物质从一 种溶剂内转移到另外一种溶剂中的有效方法。但是液液萃取也有缺点， 尤其是在处理多个样品时，需要使用大量有机溶剂，并可能发生乳化现 象造成液体分层困难，不仅费时费力而且影响操作人员的健康。固相萃 取(Solid Phase Extraction，简称SPE)是从20世纪80年代中期开始发 展起来的一项新样品提取处理。操作方法是使水性液体样品溶液通过固 相萃取剂，其中有机被测物质被吸附，再选用适当强度溶剂冲去杂质， 然后用少量有机溶剂洗脱被测有机物质，固相萃取剂一般是含C
18
或C8、 腈基、氨基等基团的特殊填料，固相萃取操作简单，并且容易实现自动 化。但是固相萃取技术也有缺点：只能处理很微量的样品(微克级别)， 并且由于固相萃取剂价格昂贵，所以固相萃取技术一般只能用于化学分 析，而不能用于制备较大量的样品。

技术实现思路

[0003]为克服以上技术缺陷，本专利技术采用以下技术方案：
[0004]一种改性多孔柔性材料的制备方法，包括以下步骤：
[0005]S1疏水改性剂的制备：将正硅酸乙酯(TEOS)、乙醇、水以及烷氧 基硅烷按照摩尔量配比(5～8)：(80～100)：(20～40)：(1～2)进 行混合，调节pH值于2～5，然后回流12h以上得到疏水改性剂溶液； 进一步的，所述烷氧基硅烷为十二烷基三甲氧基硅烷(DOTMS)或辛 基三乙氧基硅烷(OTES)；
[0006]S2改性多孔柔性材料的制备：将多孔柔性材料按照80～150g：50mL 的比例浸泡在S1制备获得的疏水改性剂溶液中，充分浸润后，通过机 械压缩的方式去除未吸附多余的疏水改性剂溶液，然后在90～120℃下真 空加热3h以上，再用1～20倍多孔柔性材料体积的乙酸乙酯洗涤，即得； 进一步的，所述多孔柔性材料选自聚氨酯海绵、聚乙烯发泡绵、聚丙烯 发泡绵、聚三聚氰胺海绵中的一种或多种；进一步的，所述多孔柔性材 料的密度≤0.2kg/m3、平均孔直径≤0.2毫米；
[0007]本专利技术的第二方面提供了一种改性多孔柔性材料，采用以上任意一 种方法制备获得；
[0008]本专利技术的第三方面提供了一种采用上述改性多孔柔性材料萃取有 机物的方法，为原位法或直接转移法；
[0009]进一步的，所述原位法包括以下步骤：将改性多孔柔性材料装入中 装样柱中，然
后加入含有有机物的待萃取混合物，其中，有机物将被多 孔柔性材料吸附，然后减压蒸发除去待萃取混合物中过量的有机溶剂， 再将除去溶剂后的多孔柔性材料取出并除去多余水分，即获得含粗产品 的多孔柔性材料，再将其放入样品柱中，真空条件下抽取残留的水，采 用水性溶液或溶剂洗涤除去杂质，获得含纯净有机物的多孔柔性材料， 再将其压缩后作为填料采用自动层析柱分离，采用适当洗脱剂将吸附在 多孔柔性材料上的有机物洗脱下来，收集洗脱液，回收溶剂，即得产品；
[0010]进一步的，所述直接转移法包括以下步骤：将改性多孔柔性材料装 入中装样柱中，然后加入含有有机物的待萃取混合物，其中，有机物吸 附于多孔柔性材料，然后采用真空干燥除去所述装样柱中的有机溶剂， 真空条件下抽取残留的水，采用水性溶液或溶剂洗去杂质，获得含纯净 有机物的多孔柔性材料，采用适当洗脱剂将吸附在多孔柔性材料上的有 机物洗脱下来，收集洗脱液，回收溶剂，即得产品；
[0011]更进一步的，以干物质计算，每mL多孔柔性材料负载0.2～100mg 待萃取混合物；
[0012]更进一步的，所述水性溶液或溶剂选自纯水、NaCl水溶液、NaHCO3水溶液、Na2CO3溶液、稀HCl中的任意一种或几种；更进一步的，所 述水性溶液或溶剂的体积用量为5～15倍柱体积；
[0013]更进一步的，所述多孔柔性材料为粉末状或圆柱状，其粒度为0.05 ～5毫米。
附图说明
[0014]图1：用于萃取有机物的改性多孔柔性材料；a)加工成特定形状(如 圆柱)的多孔柔性材料；b)粉末或小块状的多孔柔性材料；c)多孔柔性 材料的电子显微镜放大图；
[0015]图2：改性多孔柔性材料萃取有机物的流程图；
[0016]图3：原位萃取法萃取有机物的流程图；
[0017]图4：直接转移法萃取有机物的流程图；
[0018]图5：二茂铁、对氯苯甲醛和对硝基苯甲醛的混合物分离测试图。
[0019]有益效果
[0020]首先，利用改性多孔柔性材料代替液液萃取和固相萃取，克服了液 液萃取使用大量有机溶剂不环保以及易乳化问题，以及固相萃取载样量 小且成本高的问题；其次，载样后的改性多孔柔性材料可以直接作为填 料装柱，易于色谱分离洗脱出目标产物，提高反应效率；再次，本专利技术 采用的多孔柔性材料价格便宜，易实现规模化生产而带来可喜的经济效 益。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合 本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描 述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实 施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造 性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。 除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领 域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
[0022]下述实施例中的试验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实 施例中所用的
试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买 得到的。
[0023]在一个具体的实施方式中，常见多孔柔性材料包括硅多孔柔性材 料、聚氨酯多孔柔性材料、聚乙烯多孔柔性材料，聚丙烯多孔柔性材料 以及聚三聚氰胺多孔柔性材料。经过大量测试后发现，硅基多孔柔性材 料孔隙度不高且连通的孔道不连通，不符合制备使用要求；其余集中材 料均能满足本专利技术的萃取用途。而聚氨酯多孔柔性材料由于其具有高孔 隙度开孔结构，拒水亲油、重量轻、机械强度高、有韧性、柔软、耐溶 剂等优点成为萃取材料的较好选择。聚氨酯多孔柔性材料的微观结构如 图1c所示，扫描电镜图显示多孔柔性材料内部为联通的大孔结构。
[0024]在一个具体的实施方式中，在化学合成反应完成后，通常需要进行 后处理以除去活性中间体，催化剂，水溶性无机副产物或极性溶剂等， 以免影响色谱分离。实际操作中，后处理仍然是劳动密集型且耗时费力 的过程。最常见后处理流程是在反应淬灭后使用分液漏斗进行液液萃取 (LLE本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性多孔柔性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1疏水改性剂的制备：将正硅酸乙酯(TEOS)、乙醇、水以及烷氧基硅烷按照摩尔量配比(5～8)：(80～100)：(20～40)：(1～2)进行混合，调节pH值于2～5，然后回流12h以上得到疏水改性剂溶液；进一步的，所述烷氧基硅烷为十二烷基三甲氧基硅烷(DOTMS)或辛基三乙氧基硅烷(OTES)；S2改性多孔柔性材料的制备：将多孔柔性材料按照80～150g：50mL的比例浸泡在S1制备获得的疏水改性剂溶液中，充分浸润后，通过机械压缩的方式去除未吸附多余的疏水改性剂溶液，然后在90～120℃下真空加热3h以上，再用1～20倍多孔柔性材料体积的乙酸乙酯洗涤，即得；进一步的，所述多孔柔性材料选自聚氨酯海绵、聚乙烯发泡绵、聚丙烯发泡绵、聚三聚氰胺海绵中的一种或多种；进一步的，所述多孔柔性材料的密度≤0.2kg/m3、平均孔直径≤0.2毫米。2.一种改性多孔柔性材料，其特征在于，采用以上任意一种方法制备获得。3.一种采用权利要求2所述改性多孔柔性材料萃取有机物的方法，其特征在于，为原位法或直接转移法。4.根据权利要求3所述萃取有机物的方法，其特征在于，所述原位法包括以下步骤：将改性多孔柔性材料装入中装样柱中，然后加入含有有机物的待萃取混合物，其中，有机物将被多孔柔性材料吸附，然后减压蒸发除去待萃取混合物中过量的有机溶剂，再将除...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥波，齐义舟，李婷婷，
申请(专利权)人：上海组波智能仪器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：