[发明专利]一种基于铷萃取的氨基及十八冠六醚修饰的磁性固相萃取剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于铷萃取的氨基及十八冠六醚修饰的磁性固相萃取剂的制备方法，该制备方法以四氧化三铁为磁性内核，以氨丙基三乙氧基硅烷、4‑羧基苯并十八冠六醚为反应原料。本发明利用十八冠六醚和氨基的协同作用，增强对铷水合离子的选择性；利用四氧化三铁的磁性，在外加磁场下达到方便快捷地将铷离子从含有大量碱金属等离子的复杂基质中分离的目的，利用所制备的固相萃取剂对水溶液中铷进行分离和富集，缩短了样品前处理时间；对铷离子的富集倍数可达100倍以上，且萃取剂对铷的选择性较好，K⁺、Na⁺等干扰离子几乎可以全部去除，消除了背景干扰，仅用常规的原子吸收法即可检测铷含量，检测精度大大提高。

技术领域

本发明涉及新一代的磁性萃取剂技术领域，具体为一种基于铷萃取的氨基及十八冠六醚修饰的磁性固相萃取剂的制备方法。

背景技术

在分析化学中，样品前处理是一个十分重要的步骤，约占整个分析时间的60％以上，铷属于稀贵金属，我国储量虽大，但在样品基质含量微小，如果想对铷资源开发利用，首先需要解决铷准确检测的问题，目前检测存在的问题是含有铷的水溶液中常含有大量的K+、Na+、Ca²⁺、Mg²⁺等离子，常规的原子吸收分光光度及电感耦合等离子等检测手段的背景干扰大，难于直接检测，需要一套行之有效的样品前处理方法，常规的样品前处理技术为液液萃取技术，耗时较长，且需要消耗大量有机溶液，不利于绿色环保。

磁性固相萃取技术分离技术是一种前景较好的分离技术，其原理为将选择性的功能基团与磁性基质结合，利用功能基团选择性吸附目标物，再利用外加磁场将吸附了目标物的磁性固相萃取剂从复杂基质中分离出来，最后将目标物脱附即可达到分离富集目标物的目的，从而达到准确分析的目的，十八冠六醚环对铷具有良好选择性，可以利用其尺寸排阻原理将铷水合离子套在环中，而氨基与铷水合离子有分子氢键作用，两种作用力相互协同，可使铷能与萃取剂很快作用，再利用磁性分离原理，即可方便地将铷离子从环境水样品等复杂基质中方便地分离，以少量洗脱液洗脱后，可达到富集的目的，进而达到样品前处理提纯浓度的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于铷萃取的氨基及十八冠六醚修饰的磁性固相萃取剂的制备方法，解决了现有液液萃取技术选择性不强的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于铷萃取的氨基及十八冠六醚修饰的磁性固相萃取剂的制备方法，该制备方法以四氧化三铁为磁性内核，以氨丙基三乙氧基硅烷、4-羧基苯并十八冠六醚为反应原料，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)为催化剂，通过在水溶液中进行反应合成氨基及十八冠六醚修饰的磁性纳米材料，再以氰基硼氢化钠为还原剂，将生成的不稳定亚胺还原为伯胺，合成能稳定存在的氨基及十八冠六醚修饰的磁性固相萃取剂。

优选的，其内核为四氧化三铁、外包覆3-氨丙基三乙氧基硅烷，并在其表面修饰十八冠六醚。

优选的，包括以下步骤：

(1)溶剂热法制备磁性Fe₃O₄纳米颗粒：

称取1.89g无水FeCl₃，置于250mL烧瓶中，加入70mL乙二醇，将其放置在磁力搅拌器上室温搅拌约30min至无水FeCl₃溶解，随后，加入4.8g无水乙酸钠到溶液中，继续搅拌至溶液澄清，将反应液转入聚四氟乙烯反应釜，置于烘箱中，将烘箱内温度逐渐升至200℃，并恒温反应10h，反应结束后将四氟乙烯反应釜冷却至室温后，将反应产物移出，依次用纯水、乙醇洗涤数次，超声洗涤数次，再置于真空干燥箱内50℃烘干，得到黑色Fe₃O₄纳米颗粒；

(2)磁性纳米材料Fe₃O₄@SiO₂-NH₂的制备：