邻苯二甲酸酯类化合物的分子印迹杂化材料的制备和应用
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及分子印迹杂化材料的制备，特别是一种邻苯二甲酸酯类化合物的分子印迹杂化材料的制备和应用。
【【背景技术】】
[0002]邻苯二甲酸酯类化合物作为塑化剂被广泛应用于玩具等数百种产品中，不可避免残留和迀移至水及土壤等各类环境受体中，对人体具有致癌、至畸、至突变等危害，其化学毒性日益引起社会的广泛关注。目前，邻苯二甲酸酯类化合物的检测方法主要依赖于前富集技术，然后通过气相色谱或液相色谱或气质联用测量。由于样品中被测化合物的基质复杂性，从而限制了它的应用。
[0003]样品预处理技术是阻碍邻苯二甲酸酯检测技术发展的瓶颈之一，其优点是操作简单，但也存在成本高、易对环境造成二次污染、耗时较长、回收率较低、乳化现象严重及难于实现自动操作等不足。所以，建立有关邻苯二甲酸酯类化合物快速准确的检测方法已成为当今的研究热点之一。
[0004]分子印迹技术是指制备对某一特定的目标分子，具有专一识别性的高分子合成技术。分子印迹聚合物(MIP)是分子印迹技术的核心，具有预定性、识别性和实用性三大特点。分子印迹传感器将分子印迹技术应用于电化学传感器，使分子印迹技术的专属特性与传感技术相结合，采用分子印迹聚合物(MIPs)作为构成识别元件的敏感材料，制作快速响应、高灵敏检测、使用寿命长的分子印迹传感器，利用电化学检测方法实现对目标分子的特异性检测。
[0005]磁性石墨稀是一种新型功能化石墨稀复合材料，将金纳米粒子负载在磁性石墨稀上，很好的将磁性石墨烯良好的吸附性、电子转移能力以及易于回收的优点，和金纳米粒子的生物相容性和导电性好的能力结合起来，提高了电化学性能。以磁性石墨烯基金纳米粒子复合材料为基底制备分子印迹电化学传感器，大大提高了传感器的电化学信号强度，易于实现对目标分子的特异性检测。
【
【发明内容】
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[0006]本发明的目的是克服传统检测邻苯二甲酸酯类化合物方法中样品预处理复杂、耗时长、成本高等不足，提供一种邻苯二甲酸酯类化合物的分子印迹杂化材料的制备，并应用于水溶液中邻苯二甲酸酯类化合物的特异性检测。
[0007]本发明的技术方案:
[0008]—种邻苯二甲酸酯类的分子印迹杂化材料的制备，首先通过溶剂热法合成Fe3O4纳米微球修饰的磁性石墨烯复合材料，然后通过柠檬酸钠还原氯金酸，合成磁性石墨烯基金纳米粒子复合材料，再以磁性石墨稀基金纳米粒子复合材料为载体，在其表面利用分子印迹技术合成分子印迹纳米膜，包括如下步骤:
[0009]I)采用溶剂热法合成磁性石墨烯
[0010]将FeCl3.6Η20溶于乙二醇中，超声搅拌均匀得黄色透明溶液后，加入氧化石墨烯，超声分散混合均匀，然后加入无水乙酸钠，超声搅拌30min，将混合均匀的溶液转入不锈钢反应釜中，放入烘箱中在200°C下晶化反应8-24h，冷却后将所得黑色絮状物质，用去离子水和乙醇分别各磁分离洗涤3次，真空干燥12h，得到磁性石墨烯；
[0011]2)磁性石墨烯基金纳米粒子复合材料的制备
[0012]将磁性石墨烯溶于二次水中，加入柠檬酸钠，混合均匀后，放入油浴锅中，100C下回流搅拌反应2.5h后，快速地将10% wt的氯金酸溶液加入，继续回流搅拌30min。冷却后，用二次水洗三次并进行磁力分离，60°C下真空干燥，得到磁性石墨烯基金纳米粒子复合材料；
[0013]3)羧基化磁性石墨稀基金纳米粒子复合材料的制备
[0014]将磁性石墨烯基金纳米粒子复合材料、NaOH和NaClO3混合，超声l_2h后静置沉淀，分离沉淀物用无水乙醇洗涤三次，置于真空干燥箱中干燥，得到羧基化磁性石墨烯基金纳米粒子复合材料；
[0015]4)邻苯二甲酸酯类化合物的分子印迹杂化材料的制备
[0016]将羧基化磁性石墨烯基金纳米粒子复合材料超声分散于乙腈中，依次加入邻苯二甲酸酯类化合物、甲基丙烯酸和二乙烯基苯并超声分散均匀，通氮除氧后将反应体系密封，向密闭的反应体系中注入浓度为0.5mg/mL的偶氮二异丁腈乙腈溶液，50_80°C下油浴反应24h，收集产物并依次用乙醇、丙酮各洗涤3次，再用体积比为2: 8的冰乙酸-乙醇混合溶液洗涤萃取，将反应产物真空干燥后，制得到邻苯二甲酸酯类化合物的分子印迹杂化材料。
[0017]所述FeCl3.6H20、乙二醇、氧化石墨烯、无水乙酸钠、去离子水和乙醇的用量比为lmmol: 20-50mL: 50_200mg: 2-8mmol: 30mL: 30mLo
[0018]所述磁性石墨稀、柠檬酸钠、氯金酸和去离子水的用量比为2_20mg: 30_90mg: 20_100mg: 25ml0
[0019]所述羧基化磁性石墨烯基金纳米粒子复合材料、乙腈、邻苯二甲酸酯类化合物、甲基丙烯酸、二乙烯基苯、偶氮二异丁腈乙腈溶液和冰乙酸-乙醇混合溶液的用量比为100_300mg: 20_50mL: l-6mmol: 6-12mmol: 20-60mmol: 10_30mL: 200mLo
[0020]—种所述邻苯二甲酸酯类化合物的分子印迹杂化材料的应用，用于邻苯二甲酸酯类化合物的电化学传感检测，具体方法是:邻苯二甲酸酯类化合物的分子印迹纳米膜和非印迹纳米膜分别溶于去离子水制成浓度为lmg/mL的水溶液，将各水溶液分别超声30分钟得到均一的悬浊液；用微量进样器分别取20 μ L上述悬浊液滴加到抛光好的玻碳电极表面，用氮气吹干待用；配制邻苯二甲酸酯类化合物的标准水溶液，用缓冲溶液调节PH为7.0，利用邻苯二甲酸酯类化合物的分子印迹杂化材料修饰的玻碳电极对其进行电化学传感检测，并在考虑温度、吸附时间和底物浓度影响因素及重复利用率的基础上，评价该分子印迹传感器的检测效率和灵敏度。
[0021]本发明的优点:该分子印迹杂化材料制备方法工艺合理、易于实施；磁性石墨烯基金纳米粒子复合材料集磁性石墨稀与金纳米粒子的特性于一身，表现出良好的吸附性、高的电子移动能力以及易于回收的优点，可增强电化学传感器的响应信号；制备的邻苯二甲酸酯类化合物的分子印迹杂化材料应用于水中的邻苯二甲酸酯类化合物传感检测，具有快响应性、预定性、识别性和实用性的特性，大大简化了邻苯二甲酸酯类化合物的检测，并提高了分子印迹技术的使用效率，拓宽分子印迹应用的范围。
【【附图说明】】
[0022]图1为磁性石墨烯的电镜图。
[0023]图2为磁性石墨烯基金纳米粒子复合材料的电镜图。
[0024]图3为邻苯二甲酸二丁酯的分子印迹杂化材料的电镜图
[0025]图4为磁性石墨烯基金纳米粒子复合材料、邻苯二甲酸二丁酯分子印迹杂化材料修饰电极的电化学响应信号图，图中:a为玻碳电极、b为磁性石墨烯基金纳米粒子复合材料修饰电极、c为邻苯二甲酸二丁酯分子印迹纳米膜修饰电极、d为邻苯二甲酸二丁酯分子印迹纳米膜吸附DBP修饰电极。
[0026]图5为分子印迹传感器检测水溶液中邻苯二甲酸二丁酯的电信号响应曲线。
【【具体实施方式】】
[0027]实施例:
[0028]—种邻苯二甲酸酯类化合物的分子印迹杂化材料的制备，首先通过溶剂热法合成Fe3O4纳米微球修饰的磁性石墨烯复合材料，然后通过柠檬酸钠还原氯金酸，合成磁性石墨稀基金纳米粒子复合材料，再以磁性石墨稀基金纳米粒子复合材料为载体，在其表面利用分子印迹技术合成分子印迹纳米膜，包括如下步骤:
[0029]I)采用溶剂热法合成磁性石墨烯
[0030]将lmmol FeCl3.6Η20溶于40mL乙二醇中，超声搅拌均匀得黄色透明溶液后，加入10mg氧化石墨稀，超声分散混合均勾，然后加入5mmol无水乙酸钠，超声搅拌30min，将混合均匀的溶液转入不锈钢反应釜中，放入烘箱中在200°C下晶化反应16h，冷却后将所得黑色絮状物质用30mL去离子水和乙醇分别各磁分离洗涤3次，真空干燥12h，得到磁性石墨稀。
[0031]图1为磁性石墨烯的电镜图，图中显示:采用溶剂热法制备的四氧化三铁磁球呈现规则的球形结构并成功负载到了石墨烯片层表面，Fe3O4纳米磁球的平均粒径约150-300nm。基底石墨稀出现一定的波纹，这可能源于石墨稀基底和四氧化三铁纳米磁球之间强烈的电子耦合作用。
[0032]2)磁性石墨稀基金纳米粒子复合材料的制备
[0033]将25mg磁性石墨烯溶于二次水中，加入60mg柠檬酸钠，混合均匀后，放入油浴锅中，100°C下回流搅拌反应2.5h后，快速地将1ml，10% wt的氯金酸溶液加入，继续回流搅拌30min。冷却后，用二次水洗三次并进行磁力分离，60°C下真空干燥，得到磁性石墨烯基金纳米粒子复合材料；
[0034]图2为磁性石墨烯基金纳米粒子的电镜图，从图中可以看出Fe3O4纳米微球的周围及石墨烯片层上聚集了一些细小颗粒，这些颗粒即为金纳米粒子。金纳米粒子的颗粒大小均勾、分布密集。
[0035]3)羧基化磁性石墨稀基金纳米粒子复合材料的制备
[0036]将10mg磁性石墨稀基金纳米粒子复合材料、5g NaOH和5g NaClO3混合，超声Ih后静置沉淀