一种磁性分子印迹纳米材料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种磁性石墨烯分子印迹纳米材料的制备方法，属于环境污染物去除、检测领域。所述磁性石墨烯分子印迹纳米材料为多巴胺分子印迹聚合物包覆石墨烯/Fe3O4的核壳结构。制备方法：氧化石墨烯和FeCl3混合后水热反应制备磁性石墨烯/Fe3O4，以沙氟沙星为模板分子、多巴胺为单体，pH8.5Tris?HCl为溶剂，混合后在震荡条件下聚合，用磁体收集聚合反应的产物，洗脱模板分子后干燥，得到所述磁性石墨烯分子印迹纳米材料。本发明磁性石墨烯分子印迹纳米材料氟喹诺酮类抗生素的吸附速率快、吸附容量高、特异性强，在水体中氟喹诺酮类抗生素的吸附去除领域具有重要的应用价值。
【专利说明】
一种磁性分子印迹纳米材料的制备方法
技术领域
[0001]本发明公开一种磁性石墨烯分子印迹纳米材料的制备方法，属于环境污染物去除、检测领域。
【背景技术】
[0002]水体中的抗生素已成为一种新型环境污染物越来越引起人们的关注。由于一般水体中的抗生素浓度低(yg/l或ng/L水平)，采用常规处理工艺的污水处理厂很难将其去除。吸附法是一种去除低浓度污染物的技术，但目前针对大量一般共存有机/无机物条件下选择性去除低浓度污染物仍面临巨大挑战。
[0003]分子印迹技术能够根据目标物结构特征，设计、合成对目标物具有特异性识别能力的聚合物，可用于污染物的选择性吸附去除。但传统方法制备的分子印迹聚合物吸附容量小、吸附速度慢。分子印迹纳米材料由于比表面积大、传质速率快，显著增加对目标物的吸附容量和吸附速度。分子印迹纳米材料的制备方法主要包括:直接聚合(Angew.Chem.1nt.Ed.,2013 ,52,1511-1514)和在其它纳米材料如二氧化硅纳米粒子(Anal.Chim.Acta,2013 ,779,82-89)、碳纳米管(J.Sep.sc1.，2011，34，707-715)、介孔碳(J.Hazard.Mater.2013,244-245，750-757)和石墨烯(Carbon ,2010,48,3427-3433)表面聚合。相对于直接聚合，第二种制备方法的效率更高、应用更为广泛，但仍存在聚合条件不易掌握、材料形貌不易调控、重复性差等问题。此外，分子印迹纳米材料吸附完成之后，需要使用高速离心或过滤的方法将纳米材料分离出来，操作繁琐、去除效率低。
[0004]磁分离是借助外界磁场将带有磁性的物质从一相(通常为溶液相)转移或分离到另一相的技术，具有分离速度快、操作简单、成本低等优点。将磁分离技术与高选择性的分子印迹技术结合起来，能够解决目前面临的大量一般共存有机/无机物条件下选择性去除低浓度污染物的难题。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种磁性石墨烯分子印迹纳米材料的制备方法以沙氟沙星为模板，通过多巴胺的自聚合在石墨烯/Fe3O4表面制备分子印迹聚合物，实现氟喹诺酮类抗生素的高选择性吸附、分离。
[0006]本发明的技术方案:
[0007]—种磁性分子印迹纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤如下:
[0008](I)将石墨烯/Fe3O4、沙氟沙星、多巴胺混合在pH8.5的Tris-HCl溶液中，震荡反应一定时间；
[0009](2)用磁体收集步骤(I)得到的反应产物、洗脱模板分子、干燥，得到磁性分子印迹纳米材料；
[0010]所述的石墨稀/Fe304浓度为0.1?1.0mg/mL;
[0011 ] 所述的多巴胺的浓度为10?20mmol/L;
[0012]所述的沙氟沙星的浓度为0.01?0.06mg/mL；
[0013]所述的震荡反应时间为2?10小时，反应时间影响石墨烯/Fe3O4表面聚多巴胺分子印迹聚合物的厚度。
[0014]所述的Fe304附着在石墨稀片上，粒径为10?100纳米。
[0015]本发明的有益效果:
[0016](I)磁性石墨烯分子印迹纳米材料比表面积大，对氟喹诺酮类抗生素的吸附容量大、选择性好。
[0017](2)将具有磁性的石墨烯/Fe3O4和分子印迹聚合物结合起来，吸附完成后可以用外部磁体将其快速分离出来，节省处理时间和成本。
[0018](3)聚合反应时，多巴胺作为单体也作为交联剂，利用其自聚合在石墨烯/Fe3O4表面制备印迹聚合物，反应条件简单、易于控制印迹聚合物的形貌、结构。
[0019](4)聚合反应在水溶液中进行，提高了分子印迹纳米材料在水相条件下的选择性、吸附效率和稳定性。
【附图说明】
[0020]图1是本发明的磁性石墨烯分子印迹纳米材料的透射电镜图。
[0021]图2是本发明的磁性石墨烯分子印迹纳米材料的磁滞回线。
[0022]图3是本发明的磁性石墨烯分子印迹纳米材料对模板分子的吸附等温线和吸附动力学曲线。
[0023]图4是本发明的磁性石墨烯分子印迹纳米材料对氟喹诺酮类吸附选择性。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的【具体实施方式】。
[0025]实施例1
[0026]取20mg石墨稀/Fe304于锥形瓶，加入40mL水，超声30min，使石墨稀/Fe304分散均匀，加入0.003g沙氟沙星，5mL浓度为5mg/L的多巴胺溶液，5mL浓度为200mmol/L的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐，调节溶液pH至8.5，在25 °C，11Orpm摇床中振荡反应2h，反应结束后，外加磁场条件下弃去上清液，收集磁性材料，用超纯水反复清洗，真空干燥后，收集得到磁性分子印迹纳米材料。
[0027]实施例2
[0028]取20mg石墨稀/Fe304于锥形瓶，加入40mL水，超声30min，使石墨稀/Fe304分散均匀，加入0.003g沙氟沙星，5mL浓度为5mg/L的多巴胺溶液，5mL浓度为I OOmmo I /L的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐，调节溶液pH至8.5，在25°C，I 1rpm摇床中振荡反应1h，反应结束后，外加磁场条件下弃去上清液，收集磁性材料，用超纯水反复清洗，真空干燥后，收集得到磁性分子印迹纳米材料。
[0029]实施例3
[°03°] 取40mg石墨稀/Fe304于锥形瓶，加入40mL水，超声30min，使石墨稀/Fe304分散均匀，加入0.003g沙氟沙星，5mL浓度为5mg/L的多巴胺溶液，5mL浓度为200mmol/L的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐，调节溶液pH至8.5，在25 °C，11Orpm摇床中振荡反应2h，反应结束后，外加磁场条件下弃去上清液，收集磁性材料，用超纯水反复清洗，真空干燥后，收集得到磁性分子印迹纳米材料。
【主权项】
1.一种磁性分子印迹纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤如下: (1)将石墨烯/Fe304、沙氟沙星、多巴胺混合在PH8.5的TriS-HCl溶液中，震荡反应一定时间； (2)用磁体收集步骤(I)得到的反应产物、洗脱模板分子、干燥，得到磁性分子印迹纳米材料； 所述的石墨稀/Fe304浓度为0.1?1.0mg/mL; 所述的多巴胺的浓度为10?20mmol/L; 所述的沙氟沙星的浓度为0.01?0.06mg/mL； 所述的震荡反应时间为2?10小时，反应时间影响石墨烯/Fe3O4表面聚多巴胺分子印迹聚合物的厚度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的Fe3O4附着在石墨烯片上，粒径为10?100纳米。
【文档编号】B01J20/28GK105854843SQ201610394143
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】谭峰, 刘敏, 任苏瑜
【申请人】大连理工大学