一种荧光性聚苯乙烯微塑料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种荧光性聚苯乙烯微塑料及其制备方法与应用，属于微塑料改性技术领域。本发明专利技术在不使用任何荧光染料的情况下，通过控制一定的温度和老化时间等条件，对聚苯乙烯微塑料进行有效氧加成，得到可用于微塑料生物毒性研究的新型荧光性聚苯乙烯微塑料，并且克服由于荧光染料存在而导致的微塑料表面理化性质改变的问题，具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
of Daphnia magna.Nanotoxicology2016,10,(8),1160
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1167.Lu,Y.；Zhang,Y.；et al.Uptake and Accumulation of Polystyrene Microplastics in Zebrafish(Danio rerio)and Toxic Effects in Liver.Environmental Science&Technology 2016,50,(7),4054
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4060.)。
[0004]为了研究生物对微塑料的吸收和转移机制，通常使用荧光染料标记的微塑料。例如，Lu等人利用4
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氯
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硝基苯并呋嗪标记的微塑料，确定了微塑料在斑马鱼体内的吸收和组织积累(Lu,Y.；Zhang,Y.；et al.Uptake and Accumulation of Polystyrene Microplastics in Zebrafish(Danio rerio)and Toxic Effects in Liver.Environmental Science&Technology 2016,50,(7),4054
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4060.)。Jin等也使用了类似的荧光微塑料，研究微塑料颗粒在小鼠肠道内的转移及其对肠道黏液分泌和屏障功能的影响(Jin,Y.；Lu,L.；et al.Impacts of polystyrene microplastic on the gut barrier,microbiota and metabolism of mice.Science of The Total Environment 2019,649,308
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317.)。又例如，申请号201710545637.2，申请日为2017年7月6日提交的中国专利技术专利申请公开了一种制备颗粒状和薄片状荧光标记微塑料的方法，所述方法将塑料与染料混合，通过密炼工艺将塑料进行荧光标记、压片、粉碎、分散后过滤筛分，分别得到不同粒径范围内的颗粒状和薄片状的荧光标记微塑料，并用于各类微塑料的生态环境风险研究。
[0005]虽然用荧光染料标记的微塑料得到了广泛的应用，但是，通过这种添加荧光染料、附着外源分子的方式来实现荧光标记微塑料合成，不可避免地会改变微塑料表面的理化性质。因此，为了更好地进行微塑料生物毒性研究，迫切需要开发一种新型的荧光微塑料制备方法。

技术实现思路

[0006]1.要解决的问题
[0007]针对现有合成技术中存在的荧光微塑料容易发生表面理化性质改变的问题，本专利技术提供一种荧光性聚苯乙烯微塑料及其制备方法与应用。本专利技术在不使用任何荧光染料的情况下，采用加热老化的方式对聚苯乙烯微塑料进行有效氧加成，并且控制加热老化条件，得到可用于微塑料生物毒性研究的新型荧光性聚苯乙烯微塑料，有效解决了现有荧光标记微塑料合成需要添加荧光染料，从而导致微塑料表面理化性质改变的问题。
[0008]2.技术方案
[0009]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0010]本专利技术的一种制备荧光性聚苯乙烯微塑料的方法，包括将聚苯乙烯颗粒平铺形成聚苯乙烯颗粒层，而后对所述聚苯乙烯颗粒层加热，进行热老化反应，反应后得到荧光性聚苯乙烯微塑料。
[0011]优选地，所述聚苯乙烯颗粒的粒径为100～200nm，并且所述聚苯乙烯颗粒层的厚度为1.5～2mm。
[0012]优选地，所述热老化反应的反应温度为45～65℃，反应时间为48小时～30天。
[0013]更优选地，所述热老化反应的反应时间为15天。
[0014]优选地，在热老化反应过程中，对聚苯乙烯颗粒进行翻面处理，翻面处理的间隔时
间为每8个小时进行一次。
[0015]优选地，本专利技术的一种制备荧光性聚苯乙烯微塑料的方法，具体制备过程为：将聚苯乙烯颗粒平铺在玻璃培养皿上，形成聚苯乙烯颗粒层；而后将铺有聚苯乙烯颗粒层的玻璃培养皿置于热氧老化箱内，加热进行热老化反应，在热老化反应过程中，对聚苯乙烯颗粒进行翻面处理，翻面处理的间隔时间为每8个小时进行一次，反应后得到荧光性聚苯乙烯微塑料；其中所述翻面处理的具体步骤为：摇晃玻璃培养皿，将玻璃培养皿上的聚苯乙烯颗粒倒入无尘称量纸内，而后倒回玻璃培养皿内，重新平铺至形成聚苯乙烯颗粒层。
[0016]本专利技术的一种荧光性聚苯乙烯微塑料，所述荧光性聚苯乙烯微塑料通过上述制备荧光性聚苯乙烯微塑料的方法制备得到，所述荧光性聚苯乙烯微塑料的密度为1.04～1.06g/cm3。
[0017]本专利技术的荧光性聚苯乙烯微塑料在微塑料生物毒性中的应用，其中，所述应用包括将受试生物置于培养液中进行培养，而后将出生一天内的受试生物新生儿进行饥饿处理，同时暴露于根据权利要求6所述的荧光性聚苯乙烯微塑料中进行毒性试验，基于荧光性聚苯乙烯微塑料的荧光性检测受试生物新生儿的存活率和繁殖率；其中，在毒性试验过程中保持振荡，所述荧光性聚苯乙烯微塑料呈悬浮状态。
[0018]优选地，所述受试生物是大型溞，并且所述培养液包含222m g L
‑1CaCl2、60mg L
‑1MgSO4、65mg L
‑1NaHCO3和6mg L
‑1KCl。
[0019]优选地，所述荧光性聚苯乙烯微塑料为0.001～1000mg L
‑1的荧光性聚苯乙烯微塑料悬浮液。
[0020]优选地，所述受试生物新生儿暴露于所述荧光性聚苯乙烯微塑料的时间为70～75小时。
[0021]3.有益效果
[0022]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0023](1)本专利技术的一种制备荧光性聚苯乙烯微塑料的方法，在一定加热老化条件下对聚苯乙烯(PS)微塑料进行老化，有效降解PS微塑料，并且可以同时实现PS微塑料的荧光性，整个制备过程中不投加任何外源荧光分子，有效避免由于荧光染料存在而导致的微塑料表面理化性质改变的问题；
[0024](2)本专利技术的一种制备荧光性聚苯乙烯微塑料的方法，在微塑料老化过程中控制聚苯乙烯颗粒层的厚度并进行有规律间隔翻面处理，有效实现微塑料的荧光性。
[0025](3)本专利技术的一种荧光性聚苯乙烯微塑料，制备得到后可直接应用于微塑料的生物毒性分析，有利于了解微塑料在食物链中的转移机制，在生物毒理学领域具有良好的应用前景。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的一种制备荧光性聚苯乙烯微塑料的方法的原理示意图；
[0027]图2为本专利技术的荧光性聚苯乙烯微塑料制备方法中，PS微塑料加热老化前PS
virgin
(a)和加热老化后PS
altered
(b)的电子扫描电镜图像；
[0028]图3为本专利技术的荧光性聚苯乙烯微塑料制备方法中，PS微塑料加热老化前PS
virgin
(a)和加热老化后PS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备荧光性聚苯乙烯微塑料的方法，包括将聚苯乙烯颗粒平铺形成聚苯乙烯颗粒层，而后对所述聚苯乙烯颗粒层加热，进行热老化反应，反应后得到荧光性聚苯乙烯微塑料。2.根据权利要求1所述的一种制备荧光性聚苯乙烯微塑料的方法，其特征在于：所述聚苯乙烯颗粒的粒径为100～200nm，并且所述聚苯乙烯颗粒层的厚度为1.5～2mm。3.根据权利要求1所述的一种制备荧光性聚苯乙烯微塑料的方法，其特征在于：所述热老化反应的反应温度为45～65℃，反应时间为48小时～30天。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的一种制备荧光性聚苯乙烯微塑料的方法，其特征在于：在热老化反应过程中，对聚苯乙烯颗粒进行翻面处理，翻面处理的间隔时间为每8个小时进行一次。5.根据权利要求4所述的一种制备荧光性聚苯乙烯微塑料的方法，其特征在于，具体制备过程为：将聚苯乙烯颗粒平铺在玻璃培养皿上，形成聚苯乙烯颗粒层；而后将铺有聚苯乙烯颗粒层的玻璃培养皿置于热氧老化箱内，加热进行热老化反应，在热老化反应过程中，对聚苯乙烯颗粒进行翻面处理，翻面处理的间隔时间为每8个小时进行一次，反应后得到荧光性聚苯乙烯微塑料；其中所述翻面处理的具体步骤为：摇晃玻璃培养皿，将玻璃培养皿上的聚苯乙烯颗粒倒入无尘称量纸内，而后倒回玻璃培养皿内，重新平铺至形成聚苯乙烯颗粒层。6.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：王超，顾馨悦，谷成，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：