專利名稱：過渡金屬離子印跡聚合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離子印跡聚合物，特別涉及高分子主鏈側(cè)接季銨鹽和席夫堿配體的多孔球形的過渡金屬離子印跡聚合物，用于過渡金屬離子的識別、分析檢測和分離富集，屬于功能高分子材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
印跡聚合物是指以某一特定的目標(biāo)分子或離子為模板，將結(jié)構(gòu)上具有互補性的功能單體通過相互作用(配位鍵、氫鍵、范德華力、靜電作用、疏水作用等)與模板結(jié)合，加入交聯(lián)劑進行聚合反應(yīng)，反應(yīng)完成后，將模板洗脫出來，形成一種具有固定空穴大小和形狀，·高選擇識別再吸附模板的剛性聚合物材料，稱之為印跡聚合物材料。分子或離子印跡聚合物以其優(yōu)良的選擇性和識別性能已經(jīng)在化學(xué)傳感器、天然抗體模擬、選擇性催化、藥物手性分離、藥物控制釋放、農(nóng)殘分析、色譜固定相、固相萃取劑等等方面得到廣泛的應(yīng)用。離子印跡聚合物是印跡聚合物一個分支，制備離子印跡聚合物的功能單體是可聚合的配體或螯合配體。所述的可聚合配體或螯合配體能與模板(指的是過渡金屬離子)形成穩(wěn)定配合物。所述的可聚合配體或螯合配體與過渡金屬離子之間的離子鍵和配價鍵相對于氫鍵、范德華力、靜電作用、疏水作用等具有更強的作用力，空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，定向性強，有利于制備高選擇性的、印跡功能穩(wěn)定的印跡聚合物；通過配位作用的識別過程具有結(jié)合快速且可逆的優(yōu)點；另外，過渡金屬離子配位作用在極性體系中可以穩(wěn)定存在，這就使水溶性模板和印跡聚合物的制備和應(yīng)用成為可能；金屬離子離子配位作用具有良好的熱力學(xué)穩(wěn)定性，比較容易達到動力學(xué)平衡，應(yīng)用范圍廣泛；再者，由于過渡金屬離子在不同氧化狀態(tài)下具有不同的化學(xué)特性，故此配合物適應(yīng)于制備離子印跡聚合物材料。所述離子印跡聚合物材料作為固相萃取劑用于醫(yī)藥、食品、飲用水和環(huán)境中痕量重金屬離子的分離、富集和分析檢測，應(yīng)具有特效的選擇性及親和性。綜上所述，本發(fā)明設(shè)計一種過渡金屬離子印跡聚合物材料對過渡金屬離子既具有特效選擇性及親和性，又具有顯色反應(yīng)特征、熒光增強或熒光淬滅現(xiàn)象，由此用作痕量過渡金屬離子的原位檢測指示劑或識別傳感器，簡易實現(xiàn)肉眼判定痕量過渡金屬離子的種類和價態(tài)，達到簡便手續(xù)和降低成本的目的。同時要求所述過渡金屬離子印跡聚合物材料制備原料來源廣泛、制備方法簡便易行，又可用作一些行業(yè)中過渡金屬離子的分離富集材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種過渡金屬離子印跡聚合物，指的是高分子主鏈側(cè)接季銨鹽和席夫堿配體單元的多孔球形配位印跡聚合物，是以分子結(jié)構(gòu)中含有季銨鹽和席夫堿配合物單元的功能單體、第二單體和交聯(lián)劑為原料，通過自由基共聚反應(yīng)制成的過渡金屬離子印跡聚合物。所述的分子結(jié)構(gòu)中含有季銨鹽和席夫堿配合物單元的功能單體選自通式(Ia)、通式(Ib)或通式(Ic)所示結(jié)構(gòu)中的一種或兩種以上
權(quán)利要求
1.一種過渡金屬離子印跡聚合物，指的是高分子主鏈側(cè)接季銨鹽和席夫堿配體單元的過渡金屬離子印跡聚合物，所述的過渡金屬離子印跡聚合物是以分子結(jié)構(gòu)中含有季銨鹽和席夫堿配合物單元的功能單體、第二單體和交聯(lián)劑為原料，通過自由基共聚反應(yīng)制得的； 其中所述的功能單體選自通式(Ia)、通式(Ib)或通式(Ic)中的一種
2.依照權(quán)利要求I所述的過渡金屬離子印跡聚合物的制備方法，其特征在于是在四口瓶中，投入質(zhì)量百分濃度為O. 2 2. 5%的聚乙烯醇水溶液，開啟攪拌，加入鹽攪拌溶解后，加入通式(Ia)、通式(Ib)或通式(I。)功能單體、第二單體、交聯(lián)劑、致孔劑和引發(fā)劑的混合液，充氮除氧2分鐘，調(diào)整攪拌速率，待體系分散均勻后，升溫至65 95°C，進行聚合反應(yīng).6 12小時，冷卻、過濾、除去致孔劑后，制得聚合物樹脂球，使用摩爾濃度為2 5mol/L的鹽酸或質(zhì)量百分濃度為O. 8 8%的硫化鈉水溶液連續(xù)洗滌所述的聚合物樹脂球，去除所述聚合物樹脂球中的過渡金屬離子，再用去離子水洗滌至中性，制得多孔球形的過渡金屬離子印跡聚合物； 其中所述的通式(Ia)、通式(Ib)或通式(I。)功能單體、第二單體和交聯(lián)劑如權(quán)利要求I所述，所述的通式(Ia)、通式(Ib)或通式(I。)功能單體、第二單體和交聯(lián)劑的質(zhì)量比為.100 : O 200 100 800 ； 所述的致孔劑選自甲苯、氯苯、甲基環(huán)己烷、正辛烷或沸程=90 120°C的石油醚中的一種或兩種以上，所述致孔劑的用量是通式(Ia)、通式(Ib)或通式(I。)功能單體、第二單體和交聯(lián)劑質(zhì)量總和的I 10倍； 所述的引發(fā)劑選自過氧化苯甲?；蚺嫉惗‰妫鲆l(fā)劑的用量是通式(Ia)、通式(Ib)或通式(IJ功能單體與第二單體和交聯(lián)劑質(zhì)量總和的I 7% ; 所述質(zhì)量百分濃度為O. 2 2. 5%的聚乙烯醇水溶液的用量是所述的通式(Ia)、通式(Ib)或通式(I。)功能單體、第二單體、交聯(lián)劑、致孔劑和引發(fā)劑質(zhì)量總和的200 500% ；所述的鹽選自氯化鈉、硫酸鈉、氯化鉀、硫酸鉀、氯化鎂、硫酸鎂或氯化鈣中的一種或兩種以上，所述鹽的用量是質(zhì)量百分濃度為O. 2 2. 5%的聚乙烯醇水用量的5 50%。
全文摘要
本發(fā)明提供的過渡離子印跡聚合物是由分子結(jié)構(gòu)中含有季銨鹽和席夫堿配合物單元的功能單體、第二單體和交聯(lián)劑共聚而成的。其中的席夫堿配合物指的是水楊醛縮氨基Q甲酸與過渡金屬離子形成色澤各異、熒光增強或淬滅的配合物；其中季銨鹽具有強親水性，提高所述離子印跡聚合物的水浸潤性，有利于快速到達過渡金屬離子的吸附平衡，克服了現(xiàn)有分子印跡聚合物空穴內(nèi)部憎水性強，吸附平衡時間長的缺陷。
文檔編號B01J20/26GK102924656SQ20121041307
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者馬娟娟, 朱彩艷, 盧同辦, 盧曉婷, 郭曉晨, 韓洪川, 張可人, 張?zhí)锪?申請人:淮海工學(xué)院