[发明专利]选择性吸附Hg(II)的螯合树脂的制备法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型螯合树脂的生产方法，具体涉及一种对食品中(特别是食用菌中)重金属Hg(II)离子具有选择性吸附、吸附性能好、可重复利用的改性螯合树脂金属吸附剂及其制备法。

背景技术

现有的食品中重金属分析方法大多存在分析成本高、抗干扰低等不足之处；紫外-可见分光光度法作为传统的测定重金属的方法，分析成本低且易操作，但往往灵敏度低及测定时易受其他共存离子干扰，因此需对食品中重金属元素进行分离预富集，建立分离预富集-分光光度法测定食品中的重金属含量。分离预富集材料的选择是关键，近些年来，螯合树脂本身具有合成条件温和、价格低廉，易洗脱、抗干扰及稳定性好等优点，因此成为重金属分离富集中常用的材料。

因氯甲基化聚苯乙烯具有来源广泛、机械强度高、工艺成熟、化学稳定性好、易功能化等特点，已是应用最为广泛的螯合吸附剂母体之一，选择对重金属具有良好的螯合性能的含氮、硫杂环作为配体，与氯甲基化聚苯乙烯通过亲核反应制备出新型螯合树脂，通过对其静态和动态吸附性能的研究，筛选出吸附量大、选择性好及易洗脱的树脂做为重金属分离预富集材料，并对其预富集工作参数的进行优化，与紫外-可见分光光度法联用测定食品中的重金属含量。该法不但降低了痕量待测组分的检测下限，还能提高仪器分析结果的精密度、准确度，扩大仪器分析的应用领域。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、成本低廉的选择性吸附Hg(II)的螯合树脂的制备法，采用该方法制备而得的新型聚苯乙烯螯合树脂对Hg(II)离子(特别是对食用菌中Hg(II)离子)有较高的选择性吸附。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种选择性吸附Hg(II)的螯合树脂(AR)的制备法，以氯球为母体，腺嘌呤(A)为配体，对氯球进行化学改性，氯球为大孔型交联氯甲基化聚苯乙烯珠体；包括以下步骤：

1)、将氯球加入到反应溶剂中浸泡，从而使氯球溶胀；

2)、在步骤1)的所得物(即溶胀后的氯球和多余的反应溶剂)中加入作为配体的腺嘌呤(A)，在氮气保护的条件下于110～130℃、以50～150r/min的转速搅拌反应11～13小时(较佳为于120℃、转速为100r/min搅拌反应12小时)；腺嘌呤(A)与氯球物质的量之比为4.8～5.2：1(较佳为5：1)；

3)、过滤步骤2)的所得物，得滤饼；将滤饼用反应溶剂浸泡洗涤直至洗涤液为无色，然后使用蒸馏水冲洗，再用NaOH溶液浸泡，水洗，最后依次用乙醇、丙酮和乙醚洗涤数次；40～60℃真空干燥至恒重，得选择性吸附Hg(II)的螯合吸附功能树脂。

作为本发明的选择性吸附Hg(II)的螯合树脂的制备方法的改进：步骤1)和3)中反应溶剂均为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。

作为本发明的选择性吸附Hg(II)的螯合树脂的制备方法的进一步改进：所述步骤1)中，每1mg氯球配用1～2ml(例如为1.25ml)的反应溶剂，浸泡时间为20～28h小时。

作为本发明的选择性吸附Hg(II)的螯合树脂的制备方法的进一步改进：所述步骤3)中NaOH溶液的浓度为1～1.5mol/l。

作为本发明的选择性吸附Hg(II)的螯合树脂的制备方法的进一步改进：Hg(II)为食用菌中的Hg(II)。

在本发明的螯合吸附功能树脂的制备方法中，大孔型交联氯甲基化聚苯乙烯珠体(PS-Cl，以下简称为氯球)属于现有技术，例如可购自江苏苏青水处理工程集团有限公司等，交联度8％。

备注说明：步骤3)中的“依次用乙醇、丙酮和乙醚洗涤”为常规操作方式。

本发明在发明过程中运用密度泛函理论，选择不同聚合物的配体模型，优化这些配体与Hg(II)离子形成配合物的几何结构，计算得到结合能，建立起聚合物对金属离子吸附能力的评价模型，并在此基础上引入校正因子，实现对目标配体的快速理论筛选。

本发明所得产物即为新型的聚苯乙烯螯合树脂AR，根据产物中N(来自腺嘌呤)的含量，合成的螯合树脂AR的功能基转化率可通过下面公式(1)、(2)和(3)计算：