[发明专利]一种磁性介孔自由基可控聚合离子印迹吸附剂的制备方法

摘要

发明涉及一种磁性介孔自由基可控聚合离子印迹吸附剂的制备方法，属环境功能材料制备技术领域。首先通过掺杂得到磁性介孔SBA-15（Fe3O4@SBA-15），再对Fe3O4@SBA-15进行苄基化改性得到Fe3O4@SBA-15-Cl。随后引入RAFT试剂获得Fe3O4@SBA-15-RAFT。最后，以Fe3O4@SBA-15-RAFT为基质材料，Ce(Ⅲ)为模板，制备了一种磁性介孔自由基可控聚合铈离子印迹吸附剂，并考察了其对水溶液中Ce(Ⅲ)的吸附性能。结果表明该吸附剂对Ce(Ⅲ)具有选择性高，分离效果显著，重复使用次数多的优点。

主权项

1. 一种磁性介孔自由基可控聚合离子印迹吸附剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：（1）磁性介孔SBA-15的合成：    称取硝酸铁溶于甲醇中，继续加入SBA-15，充分搅拌至混合均匀，然后将其置于 80℃烘箱中烘干以除去甲醇；将干燥后所得固体充分研磨成粉末，80℃条件下暴露于乙酸蒸气中 1 h，接着在 80℃条件下敞开干燥以除去物理吸附的乙酸分子；然后将干燥好的橙黄色粉末放入管式炉中，N₂保护下，以 5 ℃/min程序升温至400℃并保持20 min，即得到掺杂有Fe₃O₄颗粒的磁性介孔SBA-15，即Fe₃O₄SBA-15；（2）表面苄基化Fe₃O₄SBA-15的制备：    取上述步骤(1)中合成的Fe₃O₄SBA-15分散于无水甲苯中，然后加入4-氯甲基-苯基三甲氧基硅烷，通氮除氧 15 min；反应体系在N₂保护下，油浴 90℃条件下搅拌反应 24 h；反应结束后，用磁铁分离所得产物，并用甲苯和甲醇依次洗涤所得产物直至洗涤液变得澄清，然后在60℃下真空干燥一夜，即得表面苄基化的Fe₃O₄SBA-15，即Fe₃O₄SBA-15-Cl；（3）RAFT链转移剂化Fe₃O₄SBA-15的制备：    溴化镁溶液置于圆底烧瓶中，油浴预热至40℃；N₂保护下向上述溶液中以每分钟1滴的速度逐滴加入蒸馏过的二硫化碳，40℃条件下反应2 h，整个过程在氮气保护条件下进行；接着加入Fe₃O₄SBA-15-Cl，超声分散后通氮除氧 15 min；反应体系在氮气保护下，油浴 70℃条件下反应 60 h；反应结束后，用磁铁分离所得产物，并用甲醇和丙酮依次洗涤所得产物直至洗涤液变得澄清；最后在 60℃下真空干燥一夜，即得RAFT链转移剂化Fe₃O₄SBA-15，即Fe₃O₄SBA-15-RAFT；（4）铈离子表面印迹吸附剂的制备：铈溶于甲醇和水的混合溶液中，继续加入丙烯酰胺，超声 10 min，通N₂ 10 min，密封避光保存12h；向上述自组装溶液中依次加入Fe₃O₄SBA-15-RAFT、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、偶氮二异丁腈，超声分散 10 min 后，反应体系在氮气保护下，油浴 60℃下反应 8 h；反应结束后，用 0.1 mol L^-1 乙二胺四乙酸二钠溶液洗涤印迹聚合物 12 h以除去铈离子Ce()，此过程重复5次；用等离子体发射光谱仪测量洗脱液中Ce()的浓度以保证Ce()去除干净，将产品在 60℃下烘干。