[发明专利]变色纤维IAHF–PAR的制备及应用

说明书

本发明公开一种螯合纤维IAHF的合成方法及IAHF‑PAR变色纤维的合成方法和应用，螯合纤维IAHF的合成方法包括以下步骤：以腈纶纤维为母体，以异烟肼为配体，在氮气保护条件下，合成得到腈纶螯合纤维IAHF。将腈纶螯合纤维IAHF和PAR置入甲醛水溶液中，在氮气保护条件下搅拌加热回流2‑6h，于70^oC搅拌反应结束，用温水冲洗后，干燥恒重，得到显色纤维IAHF‑PAR。本发明合成的腈纶螯合纤维IAHF具有重金属离子吸附能力，其中对汞离子有较强的选择吸附性，吸附量大，吸附速度快，显色纤维IAHF‑PAR能够适用于不同环境下的检测，能够制成不同形态的显色材料。

技术领域

本发明属于功能性纤维合成技术领域，具体涉及一种具有高效选择吸附性能的螯合纤维 (IAHF)的合成方法及IAHF-PAR变色纤维的合成方法和应用。

背景技术

科技水平与经济的高速发展推动了我国工业现代化进程，在带来便捷的城市生活与可观的经济收益的同时，也带来了严重的环境污染问题，破坏了我们赖以生存的生态环境。由此引发的重金属的污染已然成为食品质量安全中面临的一个严峻的考验。农产品的生产加工过程中特别容易受到外界环境的影响，所以环境中重金属污染极易导致农产品中重金属的超标。因此我们需要对农产品中重金属的安全性进行评估与检测。待检测样本数目庞大、检测阈值较低是农产品中重金属检测的基本特征，所以建立一种测试速度快、反应灵敏的检测方法具有重大的研究意义。

目前，人们常用的重金属快速检测方法多为化学显色法，而且已经研制、开发了许多各式各样的固体重金属传感器材料和显色试纸。然而，传感材料的生产成本并不低，它多数是由膜、纳米材料作为基体制备而成，制备步骤多且再生性能欠佳，很难在市场中进行大规模的推广使用。而试纸法往往存在重金属检测阈值较高，准确度不足等诸多问题，其中尤为重要的一点是多数试纸不具备单一金属离子的特异性吸附能力。聚丙烯腈纤维是一种优良的改性材料，是高分子材料中研究的热点。故而在基体纤维接上不同的显色剂之前必须将纤维进行改性，使其能对重金属离子进行快速、专一的响应，旨在突破常规试纸显色速度慢、非特异性显色等缺点。化学改性后，由聚丙烯腈螯合纤维功能基上所带的孤对电子与金属离子发生配位作用，牢固地将金属离子螯合到纤维上。本文以聚丙烯腈纤维作为改性的基体材料，把对金属离子具有较强螯合作用有机杂环配体接枝到纤维的活性基团上，制备出一种能够快速吸附重金属离子的新型螯合纤维。

农产品中的有毒重金属汞可以通过食物链进入人体内，且经过生物作用进行富集，越是食物链上层的物种越容易出现汞中毒现象。人类作为食物链的顶端，更应该严格控制汞的接触。汞的毒性极强，吸入少量就能危及人体健康，严重的汞中毒通常会表现为呕吐、牙龈肿胀及炎症，心脏机能衰退。其作用机理是在人体中与蛋白酶的巯基结合，抑制了酶的活性，阻碍细胞的正常代谢，破坏人体机能。在肾内积累，可出现胃肠炎以及汞中毒肾病；在脑组织中能损害人的中枢神经系统。若食用了受到汞污染的食品将对人体造成极大的伤害。

目前，农产品中汞离子常用的分析检测的方法包括冷原子吸收光谱法、氢化物发生-原子荧光光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等。这些分析方法虽然能较为准确的检测出样品中汞的含量，却兼具使用费用高，检测前期准备工作繁杂等缺点，并不能满足大批量样品的快速检测。因此，寻找一种使用成本低，携带方便同时又具备一定灵敏度和准确性的快速检测方法就变得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种腈纶螯合纤维IAHF 及其合成方法，以腈纶纤维为母体，与配体(异烟肼)进行合成反应，能够获得具有较高功能基转化率的腈纶螯合纤维IAHF，该腈纶螯合纤维IAHF对重金属具有良好的选择性吸附性能，其中对汞离子具有较佳的选择吸附性。

同时提供一种新型腈纶显色纤维IAHF-PAR的合成及其应用，能够实现对农产品中汞的快速检测。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

本发明的腈纶螯合纤维IAHF的合成方法，包括以下步骤：