[发明专利]一种重金属离子磁性印迹聚合物及其制备方法

说明书

本发明提供一种磁性印迹聚合物及其制备方法，通过酵母硅化处理，利用其表面丰富的多功能键组分，在目标重金属离子溶液中，与磁性纳米微粒形成具有核壳型的聚合结构，再洗脱目标重金属离子，得到对目标重金属离子具有特异性识别和选择性吸附的磁性印迹聚合物。本发明以硅化的酵母菌作为功能单体，不仅实现了对酵母的综合利用，也提高了磁性印迹聚合物的安全性，具有经济性优、吸附容量大、选择性高、稳定性好、使用寿命长、制备工艺简单等特点，在环境样品、生物样品、农产品、食品中重金属离子快速磁分离、富集和分析中有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及重金属离子富集领域，具体涉及一种重金属离子磁性印迹聚合物及其制备方法。

背景技术

随着现代工业的发展，绿色环保的发展方式越加受到人们的重视。而大众对于重金属所引起的危害问题都已经有所了解并且为此研究出众多的处理方法，包括物理的、化学的；目前对重金属废水的无害化和资源化处理技术主要为化学转化技术如电解法等；介质提取技术如溶剂萃取、离子交换、吸附法等；物理化学浓缩技术如电渗析、膜渗透等。可实际重金属污染废水中离子浓度一般较低，如果采用传统上的处理方法则低效率、高成本、操作繁杂。

磁性分子印迹技术不仅对重金属有较强的吸附能力，而且具有可控磁分离的特点，避免了离心、过滤等复杂浓缩分类过程，其在重金属领域的应用广受关注，中国专利CN103709342B公开了一种磁性镉离子表面印迹聚合物的制备方法，以Fe₃O₄@SiO₂微球为载体，Cd(Ⅱ)为模板，二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂，甲基丙烯酸和水杨醛肟为单体制备磁性表面印迹聚合物；中国专利CN105884985A公开了一种磁性镉离子印迹聚合物及其制备方法，以乙烯基修饰的Fe₃O₄@SiO₂为磁性载体，Cd²⁺为模板，甲基丙烯酸、丙烯酰胺和乙烯基吡啶中任意两种为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂制备得到。

现有的磁性印迹聚合物，存在吸附容量小、重复使用率低的不足，另一方面，现有的磁性印迹聚合物一般以甲基丙烯酸、水杨醛肟、丙烯酰胺和乙烯基吡啶等为功能单体，这些化学物对人体存在一定的毒性，在对食品样品的检测中存在一定的风险。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种重金属离子磁性印迹聚合物及其制备方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种重金属离子磁性印迹聚合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备Fe₃O₄@SiO₂；

(2)酵母菌的悬浮液加入TEOS和HCl溶液水浴加热搅拌反应，滤出，得到硅化的酵母菌；

(3)Fe₃O₄@SiO₂加入甲醇快速搅拌，得到溶液A，目标重金属离子的溶液加入甲醇混合水浴加热，加入硅化的酵母菌搅拌回流，再加入溶液A搅拌回流，磁力分离出产物，将目标重金属离子洗脱，真空干燥，制得所述重金属离子磁性印迹聚合物；

优选地，步骤(2)所述酵母菌的悬浮液中酵母菌与蒸馏水的混合比例为30-70mL/g，HCl溶液浓度为2mol/L，TEOS和HCl溶液与酵母菌的添加量的为1mL/g；

优选地，步骤(2)中所述水浴加热搅拌反应条件为，温度为20-50℃，搅拌速率为200-700rpm，搅拌时间为30-120min；

优选地，步骤(3)所述溶液A中Fe₃O₄@SiO₂与甲醇的混合比为30-70mL/g，所述水浴加热温度为50-90℃；