铬离子印迹硅胶的制备方法技术

本发明专利技术提供一种铬离子印迹硅胶的制备方法。①：将硅胶用酸溶液浸泡后洗涤至中性，烘干得活化硅胶；②：将可溶性铬盐置于溶剂中加热搅拌至固体完全溶解，向溶液中加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷并于搅拌条件下加热回流，加入正硅酸乙酯，加入活化硅胶继续于搅拌条件下加热回流得铬离子印迹硅胶初产物，将过滤后的铬离子印迹硅胶初产物用溶剂洗涤至无杂质检出后再用酸浸泡至无铬离子印迹硅胶检出，最后用水洗涤铬离子印迹硅胶至中性，烘干得最后产物。在分子印迹合成技术中以胺丙基硅烷为功能单体制备铬离子印迹硅胶的方法具有制备过程简便，易操作，所得铬离子印迹硅胶对铬离子具有较高的吸附容量和一定的选择性吸附功能，可将所合成的铬离子印迹硅胶装填成固相萃取小柱用于水样中铬离子的选择性萃取。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种。①：将硅胶用酸溶液浸泡后洗涤至中性，烘干得活化硅胶；②：将可溶性铬盐置于溶剂中加热搅拌至固体完全溶解，向溶液中加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷并于搅拌条件下加热回流，加入正硅酸乙酯，加入活化硅胶继续于搅拌条件下加热回流得铬离子印迹硅胶初产物，将过滤后的铬离子印迹硅胶初产物用溶剂洗涤至无杂质检出后再用酸浸泡至无铬离子印迹硅胶检出，最后用水洗涤铬离子印迹硅胶至中性，烘干得最后产物。在分子印迹合成技术中以胺丙基硅烷为功能单体制备铬离子印迹硅胶的方法具有制备过程简便，易操作，所得铬离子印迹硅胶对铬离子具有较高的吸附容量和一定的选择性吸附功能，可将所合成的铬离子印迹硅胶装填成固相萃取小柱用于水样中铬离子的选择性萃取。【专利说明】1.
本专利技术涉及一种以铬离子为模板制备的印迹硅胶，用该方法制备的铬离子印迹硅胶具有较高的吸附容量和一定的选择吸附性能。 2.
技术介绍
铬在自然界中最常见的价态是三价和六价，大气和土壤中普遍存在着铬的化合物，由于生物链的作用使得动植物体内的积聚量相当高。美国国家毒理研究中心出版的《致癌物报告》中指出，美国一般自来水中总铬的含量为0.4?0.8ug/L，河流和湖泊中通常在I?10ug/L之间(徐衍忠，秦绪娜，刘祥红，等，环境科学与技术，2002，25:8-9)。铬的存在价态决定了它的毒理性质以及生物学性质，例如三价铬是人体内一种重要的微量元素，其在葡萄糖和脂肪代谢中起到重要作用。而六价铬是高毒性强致癌物质，人体摄入量达到一定程度后可以导致机体中毒直至死亡(ZayedA.M., TerryN., PlantSoil, 2003, 249:139-143)。因此准确出测定水样品中铬离子的含量具有重要意义，但一般水样中铬的含量极低，如河流和湖泊中通常在I?lOug/L之间，这超出了一般仪器的检测范围，同时样品中复杂的基底会严重干扰铬离子的测定，因此在进行仪器测定前必须采用合适的手段对水样品进行预处理以达到去除干扰和富集的目的。 目前，测定水中铬离子常用的前处理方法是离子交换法(才春艳，李玉博，环境保护与循环经济，2008, 01:37-39〕，该方法利用离子交换树脂通过离子交换作用实现对铬离子的分离和富集，但其同样对其它离子具有富集作用，无法实现对铬离子的选择性富集。因此，必须发展新的富集材料以实现对铬离子的选择性富集。 3.
技术实现思路
1.本专利技术旨在提供一种。 2.本专利技术的技术方案是以铬离子为模板，3-氨基丙基三甲氧基硅烷为功能单体，以甲醇或乙醇为溶剂，利用分子印迹的制备技术在硅胶表面合成离子印迹聚合物层。所制备得到的铬离子印迹硅胶可对三价铬离子(III)进行选择性富集。 4.本专利技术的工艺路线为: OCH3 1.HgCO—Si—OCH3 ?CH3 ⑴ TOES ?ch3 \hOCH3 H3CO—S1-^s^NH2+ Cr(DI)-^H3CO—Si^vs-xsiN--Cr——OCH, ( I )I(2)Si02 I H IIOCH3OCH3HNOCH3 H3CO—Si—OCH3OCH3 /-Si^OHhHO^SiArSi^00CH3NH尸-$「+ T~?N-Cr-N nHm/H I HI \ rSi"Sl7卜S1-0yNHH3CO o、Si Vohoh Ho hcC/ V-0H.'7 卜oH r°cHs A A._S1、0 OCH3 NH2尸一 S'1 'S1--'''*--'''NH2 H2N-- / ‘ / \ -Ci1--ONH2 H3CO 0-.?.V (7 ys1-0H H3CO^i h0^sy \ OH /Sl\ HO、y 其中:Acid为酸，TOES为正硅酸乙酯。 本专利技术包括以下步骤: ①硅胶的活化:将硅胶于浓酸中回流活化硅胶表面后过滤，用二次蒸馏水洗至中性，烘干得活化硅胶后备用。 ②铬离子印迹硅胶的制备:将可溶性铬盐置于溶剂中后加热搅拌至固体溶解得铬盐溶液，向溶液中加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷，于搅拌条件下加热回流，然后加入正硅酸乙酯，最后加入活化硅胶。经过以上步骤制得铬离子印迹硅胶初产物； ③铬离子印迹硅胶的纯化处理:对所制得的铬离子印迹硅胶初产物进行过滤处理并用溶剂洗涤至无杂质检出，然后用酸浸泡至无铬离子印迹硅胶检出，最后用二次蒸馏水洗涤铬离子印迹硅胶至中性，烘干得最终产物铬离子印迹硅胶。 在步骤①中，所述硅胶的粒径最好为50?200目，所述酸可为盐酸、硫酸或硝酸等，所述酸溶液的摩尔浓度最好为8?lOmol/L，硅胶与酸的用量最好为每克硅胶加5?1ml酸,所述浸泡的时间最好为0.5?1h,所述水最好用超纯水,所述烘干的温度最好为40 ?120°C。 在步骤②中，所述含铬离子的盐可为氯化铬、硫酸铬或醋酸铬等，所述溶剂可采用甲醇或乙醇溶液，所述含铬离子的盐与溶剂的用量最好为每克含铬离子的盐加入20?50ml溶剂，所加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷的量与含铬离子的盐的摩尔比最好为(I?4):1，所加入的正硅酸乙酯的量与含铬离子的盐的摩尔比最好为1: (I?2)，加热搅拌的温度最好为60?80°C,加热搅拌回流的时间最好为0.5?5.0h,加入活化娃胶的用量最好为3-氨基丙基三甲氧基娃烧I?2倍,继续加热搅拌回流的时间最好为6?48h。 在步骤③中，所述溶剂最好为甲醇或乙醇，所述酸的摩尔浓度最好为0.5? 5.0mol/L,所述酸最好为盐酸、硝酸或醋酸，所用水为二次蒸馏水，所述烘干温度为60?80°C，烘干时间为1.0?12.0h0本专利技术首次以3-氨基丙基三甲氧基硅烷为功能单体，并利用分子印迹的合成技术制备以铬离子为模板的离子印迹硅胶。制备过程简便，易操作，所制得的铬离子印迹硅胶对铬离子具有较高的吸附容量和一定的选择性吸附功能，可将所合成的铬离子印迹硅胶装填成固相萃取小柱应用于水样中铬离子的选择性萃取。 【专利附图】【附图说明】 : 图1为本专利技术实施例1中的铬离子印迹硅胶的红外光谱图。在图1中，横坐标为波数 Wavenumber (cm-1),纵坐标为透光率 ％ Transmittance (ug/g), 3437.46 和 1632.45 处的吸收峰归属于一0H，1099.57和961.57处的吸收峰归属于Si — O — Si和Si — O — H，2925.33,2865.04和1453.12的吸收峰归属于C — H，1527.02的吸收峰归属于N — H。 图2为本专利技术实施例3中不同振荡时间对铬离子印迹硅胶吸附铬离子的影响。在图2中横坐标为振荡时间(min)，纵坐标为吸附量(mg/g)，a为铬离子印迹硅胶，b为非印迹硅胶。 图3为本专利技术实施例4中不同铬离子的起始浓度对铬离子印迹硅胶吸附性能的影响。在图3中横坐标为铬离子浓度(mg/L)，纵坐标为吸附量(mg/g)，a为铬离子印迹硅胶，b为非印迹硅胶。 【具体实施方式】 下面通过实施例对本专利技术作进一步的说明。 实施例1: 硅胶的活化:将粒径为50目硅胶5.0g硅胶于25mL8mol/L浓盐酸中回流4h以活化硅胶的表面，过滤后用二次蒸馏水洗至pH值呈中性，于80°C条件下干燥12本文档来自技高网...

【技术保护点】
铬离子印迹硅胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：①硅胶的活化：将硅胶用浓酸溶液浸泡后再用水洗涤至中性，烘干得活化硅胶后待用；②制备铬离子印迹硅胶：将可溶性铬盐置于溶剂中后加热搅拌至固体溶解得铬盐溶液，向溶液中加入3‑氨基丙基三甲氧基硅烷，于搅拌条件下加热回流，然后加入正硅酸乙酯，最后加入活化硅胶，经过以上步骤制得铬离子印迹硅胶初产物；③铬离子印迹硅胶的后处理：将所得铬离子印迹硅胶初产物过滤并用溶剂洗涤至无杂质检出，然后用酸浸泡至无铬离子印迹硅胶检出，最后用水洗涤铬离子印迹硅胶至中性，烘干得最后产物铬离子印迹硅胶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛杰，段厚宝，耿瑞，蒋玉轲，
申请(专利权)人：安徽科技学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34