β-环糊精功能化磁性复合微球的制备及其对双酚A的吸附.pdf

M对料
2(013年增刊(4)卷
文章编号:1001-9731(2013)增刊(I)-0280-05
β-环糊精功能化磁性复合微球的制备及其对双酚A的吸附
吕少楠,赵美琴,程昌敬
(西南民族大学化学与环境保护工程学院,四川成都610041)
摘·要:通过种子乳液聚合结合开环反应制备了B学稳定性,防止颗粒间团聚,往往需要使用一些材料
环糊精(βCD)功能化磁性复合微球Fe_O@PGCD。(如无机硅、有机小分子、线性或交联聚合物等)对其表
通过红外光语(FT-IR)、透射电镜(TEM)、动态光散射面进行修饰?。β环糊精(βCD)是由7个aD吡喃
仪(DLS)、热重分析(TGA)仪对Fe3O)4@PGCD进行葡萄糖单元通过a-1,4糖苷键首尾相连形成的截锥状
了系统的表征。考察了 Fe, O@PG-CD对模型环境大环化合物,其独特的内疏水、外亲水特性使其能与许
污染物双酚A(BPA)的吸附性能,结果表明,Fe3O,@多有机无机分子形成主客体包合物8。在实际应用
PG-CD对BPA具有良好的吸附去除能力,其饱和吸中,如果能将BCD与 Fea O. CNCS相结合而开发一种
附容量为39.68mg/g。所开发的磁性复合徽球材料新型功能材料,则该材料不仅具有磁响应性,同时还拥
可望成为一种新型吸附分离载体
有β-CD的分子识别和主客体包合功能,这势必将大大
关键词:磁性复合微球;吸附;β环糊精;主客体包地拓宽Fe:O)CNCs的应用领域。然而迄今,关于将
合;种子乳液聚合
B-CD与Fe:O4CNCs相结合而制备新型功能复合材
中图分类号:O647
文献标识码:A料的研究报道很少。
DOI:10.3969/j.iss.1001-9731.2013.增刊(I).024
本文先以C=C双键修饰Fe3O),CNCs(Fe3O1
1引言
MPS)为种子,同时带有C一C双键和环氧基团的甲基
丙烯酸缩水甘油酯GMA为单体,N,N'-亚甲基双丙烯
磁性纳米粒子由于具有独特的磁响应性因而在物酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,通
质分离1、核磁共振成像(MRI)2、生物传感等方面过种子乳液聚合法制备出大量环氧活性基团修饰的磁
展现出了良好的应用前景,近年来受到人们的广泛关性复合微球(FesO4@PG);然后再通过PG表面环氧
注。而由大量FeaO)、单畴磁纳米晶( single- domain基团在强碱条件下发生的开环反应,直接将β-CD固载
magnetic nanocrystals)通过自组装而形成的磁性于PG上,制备了βCD功能化磁性复合微球(Fe3O
Fe3O4胶体纳米簇(Fe:O4CNCs)由于具有高磁化率、PG-CD),其合成过程如图1所示。使用FT-IR、
低矫顽力和超顺磁性,因而在药物控制释放24り、生物TEM、DLS、TGA对Fe:O4@PGCD进行了系统表
分离2]、分析检测等方面具有广泛的潜在应用。然征。另外,还考察了Fe3O4④PGCD对模型环境污染
而在实际应用时由于Fe3O1CNCs易腐蚀氧化和团物双酚A(BPA)的吸附性能。本文所开展的工作为p
聚丽,这就给其应用带来了一定限制。为了提高其化CD功能化磁性复合微球在水处理中的应用提供依据。
OH
-的
GMA
Nah DMF
Fe,O, CNCS
Fe3O⊙MPS
Fe:O4②PG
Fe: O, @PG-CD
GMA
图13CD功能化磁性复合微球Fe:O@PG-CD的合成示意图
Fig 1 Schematic illustration for the preparation of B-CD functionalized magnetic composite microspheres Fe 4
(@ PG-CD
基金项目:国家自然科学基金资助项目(2013CB632403);中央高校基本业务科研经费专项资金资助项目(12 NZYQN13);西南
民族大学学生创新科研训练资助项目(CX2013SZ31,201310656007)
收到初稿日期:2013-07-01
收到修改稿日期:2013-08-23
通讯作者:程昌敬
作者简介:吕少楠(1988-),女,河北石家庄人,硕士研究生,师承程昌敬副教授,从事功能微纳米材料研究。
吕少楠等:β环糊精功能化磁性复合微球的制备及其对双酚A的吸附
2实验
2.3測试与表征
微球化学成分采用美国 Thermo Nicolet公司IR
2.1实验试剂
200型红外光谱仪进行分析;微球形貌采用JEOL的
六水合氯化铁(FeCl3?6H2O)、ニ水合柠檬酸三JEM-2010型TFM进行表征;微球粒径大小及粒径分
钠(Na3Cit?2H2O)、三水合乙酸(CH3 OONA?布采用英国 Malvern公司的 Zetasizer Nano ZS型
3H2O)、双酚A(BPA),天津科密欧化学试剂有限公DLS进行测试;微球表面聚合物采用瑞士梅特勒公司
司,分析纯;甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA), Acros公的TGA/SDTA851e°型热重/差热同步分析仪进行表
司,≥99.0%;y(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷征,测试条件为:从25℃加热至600℃,N2氛围,扫描
(MPS),湖北德邦化工新材料有限公司,≥98.0%;B-速度10C/min
环糊精βCD),天津科密欧化学试剂有限公司,分析2.4吸附性能表征
纯,使用前经去离子水重结晶并真空干燥至恒重;N,
在V(甲醇)/V(水混合溶液)=1:19中配制浓度
N'-二甲基甲酰胺(DMF),天津科密欧化学试剂有限为50mg/L的BPA溶液。将一定量复合微球
公司,分析纯,用前经CaH浸泡过夜后减压蒸馏;N,(Fe3O@PG,5mg)、(Fe3O2@PGCD,5mg)、
N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA),成都科龙化工试剂公(Fe3O,@PG-CD,10mg))分别加入到5 ml BPA溶
司,分析纯;水为去离子水,其它试剂和药品均为分析液中,在摇床上于25℃激烈振荡20h后磁分离,收集
上清液,用紫外-可见光分光光度计(UV500,美国
2.2实验过程
Themo公司)进行吸光度测试,根据式(1)计算吸附容
2.2.1Fe3O4MPS的合成
量
Fe3OA@MPS通过两步法而制备。先通过溶剂热
9 =(C
法合成Fe3O)4CNCs1:将0.65gFeC12?6H2O,0.40
式中,q为吸附容量;C。为BPA的初始浓度(mg
g Na Cit?2H2O加入到40mL乙二醇中;在搅拌条I);C。为吸附后溶液中BPA的浓度(mg/L);V为吸
件下加入2.4gCH3 COONA?3H2O,剧烈搅拌30附液体积;m为复合微球表面聚合物的质量(mg)
min后转移至100mL高压反应釜中,于200℃反应
10h,反应结束后冷却至室温,反应产物依次用乙醇,
3结果与讨论
去离子水洗涤4次,然后分散于乙醇中备用。Fe3O43.1FeaO4@PGCD的表征
MPS按文献[101进行合成:将上述合成的Fe3O
图2谱线(a)、(b)、(c)分别是Fe3O4@MPS
CNCs(20mg)超声分散于80mL乙醇/20mL去离子FeaO。@PG以及Fe2O4④PG-CD的红外谱图。
水的混合液中,加入3mL浓氨水,搅拌下通N2除氧
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