本發(fā)明屬于功能高分子聚合物的制備及鹽酸舍曲林的吸附去除，具體涉及一種多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、鹽酸舍曲林是一種常用的選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑（ssri），主要用于治療抑郁癥、焦慮癥等精神類疾病。然而，由于鹽酸舍曲林的廣泛使用，它在環(huán)境中的殘留對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人體健康構(gòu)成了潛在威脅?，F(xiàn)有的廢水處理技術(shù)難以完全去除這種藥物殘留，導(dǎo)致其進(jìn)入水體和土壤中，可能對(duì)水生生物造成行為和生理上的異常影響，并通過(guò)生態(tài)鏈傳播，對(duì)人類健康帶來(lái)隱性風(fēng)險(xiǎn)。因此，有必要開發(fā)高效去除環(huán)境中鹽酸舍曲林的方法，減少其在自然環(huán)境中的殘留，以維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的健康和公眾的安全。

2、分子印跡聚合物（mips）是通過(guò)模板分子與功能單體形成高度交聯(lián)的復(fù)合物，模板分子移除后，mips內(nèi)的空間結(jié)構(gòu)、尺寸及官能團(tuán)的特異性識(shí)別位點(diǎn)與模板分子高度匹配。這種“記憶”功能使mips能夠在與其它化合物共存的情況下，選擇性地吸附并識(shí)別目標(biāo)模板分子。相比于傳統(tǒng)的分子印跡聚合物，表面分子印跡聚合物的識(shí)別位點(diǎn)位于材料表面，能夠直接與目標(biāo)分子接觸，因而具有更快的吸附速率和更短的平衡吸附時(shí)間。此外，目標(biāo)分子在吸附后更容易被洗脫，從而實(shí)現(xiàn)材料的再生。這種再生性能賦予表面分子印跡聚合物更長(zhǎng)的使用壽命和更高的可重復(fù)使用性。

3、金屬有機(jī)骨架材料（mofs）因其獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)、高比表面積、可調(diào)性和多樣性，具備可控釋放、再生性能以及優(yōu)良的化學(xué)和熱穩(wěn)定性等顯著優(yōu)勢(shì)。這些特性使mofs成為構(gòu)建高效、選擇性和可控表面分子印跡聚合物的理想載體。然而，傳統(tǒng)mofs的孔徑通常小于2nm，屬于微孔結(jié)構(gòu)，這在一定程度上限制了其在吸附過(guò)程中反應(yīng)速率和吸附容量的提升，從而縮小了其在廣泛應(yīng)用中的潛力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物的制備方法，該方法制備的多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物在水溶液中選擇性吸附目標(biāo)化合物鹽酸舍曲林的能力較強(qiáng)且吸附量較高，能夠用于實(shí)際環(huán)境樣品中鹽酸舍曲林的分離富集。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案，一種多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于具體步驟為：將功能單體甲基丙烯酸和模板分子鹽酸舍曲林分散到含有載體多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架的去離子水中，于20~40℃預(yù)聚合2~8h，再加入交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯和引發(fā)劑偶氮二異丁腈，經(jīng)超聲和充氮?dú)獗Ｗo(hù)后，于50~70℃熱聚合20~30h，經(jīng)洗脫、干燥得到多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物，其中載體多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架的具體制備過(guò)程為：將軟模板和六水合硝酸鋅混合后加入到二甲基咪唑溶液中，再于20~40℃反應(yīng)2~6h得到多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架，其中軟模板為十二烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨或十八烷基三甲基溴化銨中的一種或多種。

3、進(jìn)一步限定，所述模板分子、功能單體與交聯(lián)劑的投料摩爾比為0.3~1.5:2~4:10~20。

4、進(jìn)一步限定，所述軟模板與六水合硝酸鋅的投料摩爾比為0.1~1.5:1。

5、進(jìn)一步限定，所述洗脫過(guò)程使用索氏提取法，具體過(guò)程為使用體積比9:1的甲醇和乙酸混合液索氏提取48h。

6、本發(fā)明所述多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物用于實(shí)際環(huán)境樣品中鹽酸舍曲林的選擇性分離富集，具體過(guò)程為：將多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物置于含有鹽酸舍曲林的實(shí)際環(huán)境樣品中實(shí)現(xiàn)對(duì)鹽酸舍曲林選擇性吸附，再使用甲醇作為洗脫溶劑實(shí)現(xiàn)鹽酸舍曲林的分離富集及多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物再生循環(huán)利用。

7、進(jìn)一步限定，將多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物填充于裝有篩板的聚丙烯固相萃取柱，用于實(shí)現(xiàn)實(shí)際環(huán)境水樣中鹽酸舍曲林的預(yù)處理，加標(biāo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示鹽酸舍曲林的回收率達(dá)到90%以上，表明該多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物能夠用于鹽酸舍曲林的分離富集；經(jīng)過(guò)10次以上重復(fù)循環(huán)使用，該固相萃取柱的吸附性能無(wú)明顯下降，表明該多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物能夠再生后循環(huán)使用。

8、本發(fā)明所述多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物用于選擇性去除實(shí)際環(huán)境樣品中除鹽酸舍曲林，該多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物能夠在含有鹽酸舍曲林、羅替戈汀、卡馬西平、西酞普蘭、文拉法新、氟西汀、鄰苯二甲酸二辛酯和阿斯巴甜的水溶液中實(shí)現(xiàn)選擇性吸附鹽酸舍曲林。

9、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

10、1、本發(fā)明提供了多種表面活性劑制備的多級(jí)孔有機(jī)骨架金屬材料作為載體用以制備鹽酸舍曲林表面印跡聚合物，制備的多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面印跡聚合物具有粒徑分布均勻、吸附容量大、水中親和力強(qiáng)等性能。

11、2、本發(fā)明的制備過(guò)程采用去離子水作為反應(yīng)溶劑，一方面減少了有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境的二次污染，另一方面提高了印跡聚合物的吸附容量。

技術(shù)特征：

1.一種多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于具體步驟為：將功能單體甲基丙烯酸和模板分子鹽酸舍曲林分散到含有載體多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架的去離子水中，于20~40℃預(yù)聚合2~8h，再加入交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯和引發(fā)劑偶氮二異丁腈，經(jīng)超聲和充氮?dú)獗Ｗo(hù)后，于50~70℃熱聚合20~30h，經(jīng)洗脫、干燥得到多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物，其中載體多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架的具體制備過(guò)程為：將軟模板和六水合硝酸鋅混合后加入到二甲基咪唑溶液中，再于20~40℃反應(yīng)2~6h得到多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架，其中軟模板為十二烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨或十八烷基三甲基溴化銨中的一種或多種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于：所述模板分子、功能單體與交聯(lián)劑的投料摩爾比為0.3~1.5:2~4:10~20。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于：所述軟模板與六水合硝酸鋅的投料摩爾比為0.1~1.5:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于：所述洗脫過(guò)程使用索氏提取法，具體過(guò)程為使用體積比9:1的甲醇和乙酸混合液索氏提取48h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任意一項(xiàng)所述的方法制備的多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物用于實(shí)際環(huán)境樣品中鹽酸舍曲林的選擇性分離富集。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于具體過(guò)程為：將多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物置于含有鹽酸舍曲林的實(shí)際環(huán)境樣品中實(shí)現(xiàn)對(duì)鹽酸舍曲林選擇性吸附，再使用甲醇作為洗脫溶劑實(shí)現(xiàn)鹽酸舍曲林的分離富集及多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物再生循環(huán)利用。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于：將多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物填充于裝有篩板的聚丙烯固相萃取柱，用于實(shí)現(xiàn)實(shí)際環(huán)境水樣中鹽酸舍曲林的預(yù)處理，加標(biāo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示鹽酸舍曲林的回收率達(dá)到90%以上，表明該多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物能夠用于鹽酸舍曲林的分離富集；經(jīng)過(guò)10次以上重復(fù)循環(huán)使用，該固相萃取柱的吸附性能無(wú)明顯下降，表明該多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物能夠再生后循環(huán)使用。

8.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任意一項(xiàng)所述的方法制備的多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物用于選擇性去除實(shí)際環(huán)境樣品中除鹽酸舍曲林，該多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物能夠在含有鹽酸舍曲林、羅替戈汀、卡馬西平、西酞普蘭、文拉法新、氟西汀、鄰苯二甲酸二辛酯和阿斯巴甜的水溶液中實(shí)現(xiàn)選擇性吸附鹽酸舍曲林。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物的制備方法及其應(yīng)用，將功能單體甲基丙烯酸和模板分子鹽酸舍曲林溶解到含有載體多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架的去離子水中，于20~40℃預(yù)聚合2~8h，再加入交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯和引發(fā)劑偶氮二異丁腈，經(jīng)超聲和充氮?dú)獗Ｗo(hù)后，于50~70℃熱聚合20~30h，經(jīng)洗脫、干燥得到多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物。本發(fā)明制備的多級(jí)孔金屬有機(jī)骨架表面分子印跡聚合物在水溶液中選擇性吸附目標(biāo)物鹽酸舍曲林的能力強(qiáng)且吸附量高，能夠用于實(shí)際水樣中鹽酸舍曲林的分離富集。

技術(shù)研發(fā)人員：朱桂芬,陳汝楠,柴艷,杜杰杰,馬聰,羅晨詩(shī),韋雅鑫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6