一種能檢測多種重金屬離子的微水凝膠的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明是關于環(huán)境敏感型的高分子材料領域，特別設及一種能檢測多種重金屬離 子的微水凝膠的制備方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，污水處理逐漸成為一項重要的公共衛(wèi)生問題，受到了廣泛的關注。重金屬 是水處理過程中最主要的污染物，通常存在于工業(yè)和城市廢水中，其中工業(yè)廢料成為天然 水域重金屬污染的主要來源。重金屬離子因其具有流動性和毒性而被報道為重點控制污染 物。當體內銅，鋒，簡，鉛，隸，鐵，鑲和其他金屬的含量超過耐受水平時，會對人體及其它生 物體產(chǎn)生潛在的破壞性影響。
[0003] 目前重金屬離子檢測材料的制備方法的專利已有很多，但一般原料較為昂貴，或 檢測范圍較窄，不利于工業(yè)化生產(chǎn)和進一步的科學研究。
[0004] 中國專利CN102621113A公開了一種用于水中重金屬離子檢測的HAP納米探針及 其制備方法，利用HAP納米帶組裝球極強的表面吸附作用使重金屬離子富集，而該納米探 針上結合的有機活性分子遇見重金屬離子后會產(chǎn)生光致發(fā)光現(xiàn)象，可結合巧光光譜實現(xiàn)對 重金屬離子的檢測。該方法檢測范圍廣，檢出限低，但所需原料HAP納米帶組裝球的制備較 為繁瑣，影響其使用范圍。
[0005] 中國專利CN104140431A公開了一種可檢測、分離重金屬離子的羅丹明類巧光探 針及其制備方法，W羅丹明B巧hB)為原料，通過修飾改性使其末端帶有偶氮苯基團，制備 得到可檢測隸離子的羅丹明類巧光探針。利用偶氮苯與環(huán)糊精的主客體包合作用，將預先 制備得到的環(huán)糊精磁性納米粒子作為吸附劑，使被包合的巧光探針與檢測到的金屬離子在 外加磁場的作用下從溶液中分離，利用偶氮苯基團的光反應性實現(xiàn)重金屬離子的脫除及環(huán) 糊精磁性納米粒子的多次重復使用。該發(fā)明需通過較多步驟分別合成改性的羅丹明類巧光 探針及環(huán)糊精磁性納米粒子，過程較為繁瑣，且只能檢測隸離子，實用性不強。
[0006] 中國專利CN102914517A公開了一種由超順磁性S氧化二鐵納米顆粒、鏈霉親和 素、生物素和脫氧核巧酸序列組成的可檢測重金屬離子的傳感器。該發(fā)明制備較為簡單，操 作方便，且該傳感器可循環(huán)使用。然而，該發(fā)明所需原料鏈霉親和素、生物素及脫氧核巧酸 等均較為昂貴，不適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
[0007] 到目前為止，國內外有許多關于水體中重金屬離子檢測的報道，但是關于W溫度 敏感性微水凝膠為載體檢測和富集重金屬離子的報道卻基本沒有。
[000引微凝膠是一種尺寸為微納米級的=維交聯(lián)的聚合物膠體粒子，在良溶劑中能均勻 穩(wěn)定分散且呈溶脹狀態(tài)，具有較強的膨脹-收縮性能。其中刺激響應性微凝膠的研究尤其 受到人們的關注。當外界環(huán)境變化時，如溫度、抑值、溶劑、鹽濃度、光、聲場、電場、壓力等， 微凝膠會發(fā)生體積的膨脹或收縮變化，表現(xiàn)出相應的響應性。利用該種刺激響應特性，可將 其應用在藥物控制釋放、生物傳感器、化學分離、催化劑、開關等各領域。

【發(fā)明內容】

[0009] 本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一鍋合成可檢測多種重金屬 離子的微水凝膠的方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明的解決方案是：
[0010] 提供一種能檢測多種重金屬離子的微水凝膠的制備方法，具體包括下述步驟：取 Ml、M2、M3和引發(fā)劑溶于水中，在無氧條件下進行自由基共聚反應，共聚反應溫度為60~ 90°C，反應20分鐘后加入M4的N，N-二甲基甲酯胺溶液，繼續(xù)反應6~24小時；共聚反應 結束后，將所得產(chǎn)物透析一周，即制得純化的離子微水凝膠；
[0011] 其中，引發(fā)劑的質量為11、12、13、14四種反應物總重量的4~8%;且在11、12、 M3、M4四種反應物中，各自所占質量百分比分別滿足：
[0012]
【主權項】
1. 一種能檢測多種重金屬離子的微水凝膠的制備方法，其特征在于，具體包括下述步 驟：取Ml、M2、M3和引發(fā)劑溶于水中，在無氧條件下進行自由基共聚反應，共聚反應溫度為 60~90°C，反應20分鐘后加入M4的N，N-二甲基甲酯胺溶液，繼續(xù)反應6~24小時；共聚 反應結束后，將所得產(chǎn)物透析一周，即制得純化的離子微水凝膠； 其中，引發(fā)劑的質量為Ml、M2、M3、M4四種反應物總重量的4~8% ;且在Ml、M2、M3、M4四種反應物中，各自所占質量百分比分別滿足： Ml： 50 ~82%; M2: 4~化％; M3; 2 ~17%; M4: 4 ~23 %; 所述引發(fā)劑采用2,2' -偶氮二異了基脈二鹽酸鹽； 所述Ml為N-烷基丙締酷胺類單體，N-烷基丙締酷胺類單體的化學結構式為：
? 其中，Ri、R2分別為氨原子、異丙基，或者R1、R2分別為己基、己基； 所述M2為含叔胺基團的雙鍵化合物，含叔胺基團的雙鍵化合物的化學結構式為：
著 其中，X為化晚類或咪挫類基團； 所述M3為多面代燒姪化合物，多面代燒姪化合物的化學結構式為： Y-VY; 其中，Rs為碳原子數(shù)為2~6的直鏈烷基，Y為氯或漠； 所述M4為4-(2-化晚偶氮）間苯二酪，4-(2-化晚偶氮）間苯二酪的化學結構式為：
〇
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種能檢測多種重金屬離子的微水凝膠的制備方法，其特征 在于，所述Ml，即N-烷基丙締酷胺類單體，采用N-異丙基丙締酷胺或N，N-雙己基丙締酷 胺。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種能檢測多種重金屬離子的微水凝膠的制備方法，其特征 在于，所述M2,即含叔胺基團的雙鍵化合物，采用2-己締基化晚、3-己締基化晚、4-己締基 化晚或N-己締基咪挫。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種能檢測多種重金屬離子的微水凝膠的制備方法，其特征 在于，所述M3，即多面代燒姪化合物，采用1，2-二氯己燒、1，2-二漠己燒、1，3-二氯丙烷、1， 3-二漠丙烷、1，4-二氯了燒、1，4-二漠了燒、1，5-二氯戊燒、1，5-二漠戊燒、1，6-二氯己燒 或1,6-二漠己燒。
【專利摘要】本發(fā)明涉及環(huán)境敏感型的高分子材料領域，旨在提供一種能檢測多種重金屬離子的微水凝膠的制備方法。該種能檢測多種重金屬離子的微水凝膠的制備方法包括步驟：取M1、M2、M3和引發(fā)劑溶于水中，在無氧條件下進行自由基共聚反應，共聚反應溫度為60～90℃，反應20分鐘后加入M4的N，N-二甲基甲酰胺溶液，繼續(xù)反應6～24小時；共聚反應結束后，將所得產(chǎn)物透析一周，即制得純化的離子微水凝膠。本發(fā)明所得微水凝膠可通過肉眼觀察有效辨別濃度為μM級的銅、鎳、鋅、鈷、鐵、鉛、錳、鋁、鉻、鋇等多種金屬離子，且本發(fā)明所采用的制備方法、反應操作簡單，不引入乳化劑，純化過程方便，工藝簡單可控，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C08F220-54, G01N21-33, G01N21-31, C08F8-44, C08F226-06, G01N21-78
【公開號】CN104788610
【申請?zhí)枴緾N201510178202
【發(fā)明人】杜濱陽, 周嫻婧, 聶晶晶
【申請人】浙江大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月15日