一种改性聚合物微球及其制备方法和应用

本发明属于吸附分离材料制备及应用，具体涉及一种改性聚合物微球及其制备方法和应用。

背景技术：

1、含氮聚合物微球因其具有极强的化学稳定性、耐热性能和耐酸碱性能、粒径和孔径可调以及表面易修饰等优点，被广泛地应用于天然产物如黄酮、多酚等分离纯化以及胆红素、肌酐的吸附。目前，含氮功能化聚合物微球的合成主要有两种方法：直接合成法和后改性法。其中直接合成法是将带含氮官能基团的可聚合单体直接与聚合单体和交联剂直接聚合，论文petroleum science and technology(2019，37(14)：1691-1703)以4-乙烯基苯胺为功能单体、二乙烯基苯为交联剂合成聚(4-乙烯基苯胺-二乙烯基苯)分子印迹聚合物，用于选择性吸附燃料中的吡啶。此方法能够引入含氮功能基团，但具有含氮功能基团的可聚合单体数量较少，导致含氮功能化聚合物微球的种类少。后改性法首先利用傅-克反应在聚合物微球表面引入氯甲基，然后再将不同的含氮功能基团键合到聚合物微球上。此方法虽能够将不同的含氮基团引入到聚合物微球上，但是在氯甲基化过程中会使用有毒致癌试剂-氯甲醚，污染环境。

技术实现思路

1、本发明提供一种改性聚合物微球及其制备方法和应用，以含活泼氢的聚合物微球为基体，在聚合物微球上引入含氮官能团，再将所制备的改性聚合物微球用于胆红素、肌酐等人体内源性有毒化合物以及黄酮、多酚等天然产物吸附分离。

2、本发明所提供的改性聚合物微球，其制备方法如下：

3、1)将含活泼氢的聚合物微球加入到溶胀溶液中进行溶胀，调节溶液的ph至酸性；

4、所含活泼氢的聚合物微球为含羰基、醛基或酯基官能团的聚合物微球，

5、所述聚合物微球是聚苯乙烯类、聚丙烯酸酯类或天然多糖类微球，

6、溶胀溶液包括但不限于甲醇、乙醇、乙腈、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺等

7、2)取胺基化合物，调节其ph至酸性；取醛基化合物，调节其ph至酸性；

8、所述胺基化合物包括但不限于伯胺或者仲胺化合物，如甲胺、二甲胺、二乙胺等；所述醛基化合物包括但不限于甲醛、乙醛等醛基化合物；

9、所述醛基化合物和胺基化合物的摩尔比为1：1～5；

10、3)将步骤2)的溶液依次加入到步骤1)的溶液中进行反应，反应后过滤、洗涤、真空干燥得到改性聚合物微球；

11、所述反应条件是温度20～100℃，反应时间为1～24h。

12、本发明所获得的改性聚合物微球用于吸附水中的胆红素、肌酐、黄酮、多酚以及生物碱类化合物。

13、本发明所制备的改性聚合物微球可显著提高氮含量，操作简单，反应条件温和。该改性聚合物微球既可应用于胆红素、肌酐等人体内源性有毒化合物的选择性吸附分离，也可应用于黄酮、多酚以及生物碱等天然产物的吸附分离。

技术特征：

1.一种改性聚合物微球，其特征在于，所述的改性聚合物微球的制备方法如下：

2.如权利要求1所述的改性聚合物微球，其特征在于，所述的1)中含活泼氢的聚合物微球为含羰基、醛基或酯基官能团的聚合物微球。

3.如权利要求2所述的改性聚合物微球，其特征在于，所述的聚合物微球是聚苯乙烯类、聚丙烯酸酯类或天然多糖类微球。

4.如权利要求1所述的改性聚合物微球，其特征在于，所述的1)中的溶胀溶液为甲醇、乙醇、乙腈、四氢呋喃或n,n-二甲基甲酰胺。

5.如权利要求1所述的改性聚合物微球，其特征在于，所述的2)中的胺基化合物为伯胺或者仲胺化合物。

6.如权利要求1所述的改性聚合物微球，其特征在于，所述的2)中所述醛基化合物为甲醛或乙醛。

7.如权利要求1所述的改性聚合物微球，其特征在于，所述的3)中反应条件是温度20～100℃，反应时间为1～24h。

8.权利要求1所述的改性聚合物微球在制备用于吸附水体中胆红素、肌酐、黄酮、多酚或生物碱类化合物的制品中的应用。

9.权利要求1所述的改性聚合物微球在吸附水体中胆红素、肌酐、黄酮、多酚或生物碱类化合物中的应用。

10.一种用于吸附水体中胆红素、肌酐、黄酮、多酚或生物碱类化合物的制品，其特征在于，所述的制品中包含有权利要求1所述的改性聚合物微球。

技术总结
本发明提供一种改性聚合物微球的制备方法及应用，是以含活泼氢的多孔聚合物微球材料为基体对微球改性，合成含叔胺的聚合物微球，并将该微球应用于胆红素、肌酐等人体内源性有毒化合物以及黄酮、多酚、生物碱等天然产物的吸附分离。本发明方法合成的材料条件温和、胺基修饰量可调，并且合成过程中不使用有毒致癌试剂如四氯化碳、氯甲醚等，能够高效吸附胆红素、肌酐等人体内源性有毒化合物以及黄酮、多酚以及生物碱等天然产物。

技术研发人员：刘宝乾,裴栋
受保护的技术使用者：中国科学院兰州化学物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16