[发明专利]磁性复合材料表面印迹温敏吸附剂及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及环境功能材料制备技术领域，特指磁性复合材料表面印迹温敏吸附剂及其制备方法和应用。通过溶剂热合成法制备了四氧化三铁/埃洛石纳米管磁性复合材料。接着利用3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷对磁性复合材料进行了乙烯基改性。随后以制乙烯基改性磁性复合材料为基质材料，2,4,5-三氯苯酚为模板分子，甲基丙稀酸为功能单体，N-异丙基丙烯酰胺为温敏型功能单体，乙二醇二(甲基丙烯酸)酯为交联剂，2,2'-偶氮二已丁腈为引发剂，制备埃洛石纳米管磁性复合材料表面印迹温敏型吸附剂。制备的温敏型印迹吸附剂有显著的热和磁稳定性，敏感的磁和热感应效果，有较高的吸附容量，显著地随温度可逆吸附/释放功能，明显的TCP分子识别性能。

主权项

1.磁性复合材料表面印迹温敏吸附剂，其特征在于制备方法如下：（1）磁性埃洛石纳米管复合材料(MHNTs)的制备：    将活化的埃洛石纳米管、六水合氯化铁（FeCl₃·6H₂O）与醋酸钠（NaAc）按照质量比（0.6-1.0）：（0.25-0.4）：（1.5-2.5）的比例超声溶解分散在乙二醇中，乙二醇的加入量遵循按照埃洛石纳米管：乙二醇=1.0:80-100(g/ml)的比例，超声时间为2.0-5.0h；随后按照质量比为埃洛石纳米管:聚乙二醇（PEG-1000）=1.0：1.2-1.8的比例，在上述分散液中加入聚乙二醇（PEG-1000），继续磁力搅拌30-50min，搅拌结束后将反应液转入水热反应釜（聚四氟乙烯内胆），在185-205^oC高温下反应6.0-10h，产物用Nd-Fe-B永久磁铁收集，用无水乙醇和蒸馏水洗涤3次，在60^oC下真空干燥；（2）埃洛石纳米管磁性复合材料表面印迹温敏型吸附剂(t-MMIPs)的制备：1）将磁性埃洛石纳米管复合材料表面用乙烯基改性：磁性埃洛石纳米管复合材料、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)和无水乙醇按照（0.05-0.1）：(2.5-5.0):（25-50）(g/ml/ml)的比例，将磁性埃洛石纳米管复合材料分散在3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)和无水乙醇的混合液中，在40-50^oC下搅拌反应10-12h，产物(MHNTs-MPS)用Nd-Fe-B永久磁铁收集，用无水乙醇和蒸馏水洗涤3次，在50^oC下真空干燥；2）将温敏型印迹高分子包覆在乙烯基改性的磁性埃洛石纳米管复合材料表面：将2,4,5-三氯酚(TCP)和-甲基丙烯酸（MAA）按摩尔比1.0：（3.0-4.0 ）加入到二甲亚砜溶液中，控制2,4,5-三氯酚的浓度为(0.08-0.1mmol)/L，将混合液通氮气排空氧气后在黑暗阴凉的条件下静置12h，形成预组装体系；3）按照摩尔比2,4,5-三氯酚：N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为1：（9.0-10） 的比例，在预组装体系中加入N-异丙基丙烯酰胺，搅拌10min，直至完全溶解得到混合溶液1；4）在混合溶液1中加入乙烯基改性磁性复合材料MHNTs-MPS，控制浓度为（0.1-0.5g）/100ml，按TCP和乙二醇二(甲基丙烯酸)酯（EGDMA）摩尔比1：15-20的比例加入EGDMA，在300-400rpm下搅拌30min，形成预聚合溶液，接着每毫摩尔TCP在预聚合溶液中加入0.2-0.4g聚乙烯吡咯烷酮和（80-120ml）二甲亚砜与水的混合液(9:1,V/V)；在300-400rpm下搅拌30min后，通氮气排空氧气，按每毫摩尔TCP加入0.2-0.4gAIBN的比例，在预聚合溶液中加入引发剂，反应在氮气保护下，在50^oC先聚合6.0h，再在70^oC下聚合18h；5）产物埃洛石纳米管磁性复合材料表面印迹温敏型吸附剂(t-MMIPs)用Nd-Fe-B永久磁铁收集，用无水乙醇和蒸馏水洗涤3次；最后产物用甲醇和醋酸的混合液(95:5, V/V)为提取液索式提取48h，脱除模板分子TCP，在50^oC下真空干燥。