[发明专利]一种羧甲基-β-环糊精功能化磁性介孔硅微球的制备方法

摘要

本发明提供一种羧甲基‑β‑环糊精功能化磁性介孔硅微球的制备方法，包括如下步骤：共沉淀法制备Fe₃O₄；制备SiO₂包裹的Fe₃O₄颗粒，即磁性硅，记为Fe₃O₄@SiO₂；制备介孔SiO₂包裹的Fe₃O₄@SiO₂颗粒，即磁性介孔硅，记为Fe₃O₄@SiO₂@SiO₂；采用湿法或干法制备羧甲基‑β‑环糊精，记为CM‑β‑CD；制备羧甲基‑β‑环糊精功能化磁性介孔硅微球，记为Fe₃O₄@SiO₂@SiO₂‑CM‑β‑CD。本发明以Fe₃O₄为对象，采用共沉淀技术和Stober法合成功能化磁性介孔硅复合微球，制备过程简单、处理高效、成本低廉，为磁性吸附微球的制备和应用提供新的思路，能提高Fe₃O₄对水中重金属的去除效果。

主权项

1.一种羧甲基-β-环糊精功能化磁性介孔硅微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1）共沉淀法制备Fe₃O₄：/n量取300~500mL 1.5~2 mol/L的NaOH溶液置于三口烧瓶中，通入高纯氮气，水浴加热至80℃；以摩尔比2:1的比例分别称取0.02~0.04mol FeCl₃·6H₂O和0.01~0.02mol FeCl₂·4H₂O溶于50ml 0.5~1mol/L的HCl中，然后缓慢加入到NaOH溶液中，调节pH至9.0~10.0，反应生成黑色颗粒，反应0.5~1h后停止搅拌，自然冷却，分离出固态产物，依次交替用去离子水和乙醇洗涤固态产物3~5次，置于真空干燥箱干燥，研磨，得到黑色结晶体Fe₃O₄颗粒，封袋保存；/n2）制备磁性硅：/n称取0.1~0.5g步骤1）制备的Fe₃O₄颗粒，通过超声处理分散于30~300mL乙醇、10~100mL去离子水和1~6mL28wt%的浓氨水溶液组成的混合溶液中，得到均匀混合液；向混合液中滴加0.2~2mL原硅酸四乙酯，机械搅拌后，收集到黑色产物，依次交替用乙醇和去离子水洗涤3~8次，置于真空干燥箱干燥，得到SiO₂包裹的Fe₃O₄颗粒，即磁性硅，记为Fe₃O₄@SiO₂；/n3）制备磁性介孔硅：/n称取0.1~0.5g步骤2）制备的Fe₃O₄@SiO₂颗粒，通过超声辅助分散均匀分散于40~400mL乙醇中，加入1~6mL28wt%的浓氨水，形成溶液A；将0.2~0.5g模板剂溴化十六烷三甲基铵分散在70~400mL去离子水中，以200~500rpm的转速进行机械搅拌0.5~1h，形成溶液B；将溶液B与溶液A在200~500rpm的转速下机械搅拌4~8h，得到混合液C；用胶头滴管向混合液C中逐滴滴加0.2~2mL原硅酸四乙酯，在500~600rpm的转速下高速机械搅拌3~8h，用磁铁分离所得颗粒物D，并用去离子水洗涤3~5次；称取0.2~0.6g合成的颗粒物D、与40~100mL丙酮和硝酸铵混合溶液一起置于离心管中，在40~60℃的条件下超声辅助萃取处理后自然冷却，用磁铁分离所得产物，收集底层固液混合物，用丙酮和硝酸铵混合溶液洗涤1~2次，置于真空干燥箱干燥，即得介孔SiO₂包裹的Fe₃O₄@SiO₂颗粒，即磁性介孔硅，记为Fe₃O₄@SiO₂@SiO₂；/n4）采用湿法或干法制备羧甲基-β-环糊精，记为CM-β-CD；/n5）制备羧甲基-β-环糊精功能化磁性介孔硅微球：/n称取0.1~0.5g Fe₃O₄@SiO₂@SiO₂于10~50mL的水溶液中，用磷酸钠缓冲溶液将pH值调为6~8，然后加入0.1~0.5gCM-β-CD和0.1~0.5mL 的氰胺，在80~90℃的水浴条件下以200~500rpm的转速下机械搅拌2~4小时，得到羧甲基-β-环糊精包被的Fe₃O₄@SiO₂@SiO₂磁性复合微球，用磷酸钠缓冲液洗涤3~5次，在60℃下真空干燥10~15h，即得成品羧甲基-β-环糊精功能化磁性介孔硅微球，记为Fe₃O₄@SiO₂@SiO₂-CM-β-CD。/n