對Hg(II)具有選擇性吸附的螯合功能樹脂的制備法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種螯合吸附功能樹脂的制備方法，具體涉及一種對Hg(II)(特別是 動物性食品中重金屬離子Hg(II))具有選擇性吸附、吸附性能好、可重復(fù)利用的改性螯合 功能吸附樹脂的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，重金屬對食品的污染日趨嚴(yán)重。其對食品污染 的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在隱蔽性、毒性大、放大性及微量性。因此，對食品中微量重金屬元素含量 進(jìn)行分析測定，控制食品中重金屬含量，制定統(tǒng)一、方便有效的測定方法并保證食品質(zhì)量安 全已迫在眉睫。而現(xiàn)有的食品中重金屬分析方法大多分析成本高、抗干擾低等，紫外-可 見分光光度法作為傳統(tǒng)的測定重金屬的方法，分析成本低易操作，但往往靈敏度低及測定 時(shí)易受其他共存離子干擾，因此需對食品中重金屬元素進(jìn)行分離預(yù)富集，建立分離預(yù)富 集-分光光度法測定食品中的重金屬含量。螯合樹脂因富集選擇性良好、易再生、耐酸堿以 及吸附容量大等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于分離富集水溶液的痕量金屬離子。
[0003] 氯甲基化聚苯乙烯來源廣泛、機(jī)械強(qiáng)度高、工藝成熟、化學(xué)穩(wěn)定性好、易功能化等， 已是應(yīng)用最為廣泛的螯合吸附劑母體之一，選擇對重金屬具有良好的螯合性能的含氮、硫 雜環(huán)作為配體，能與氯甲基化聚苯乙烯通過親核反應(yīng)制備新型螯合樹脂，能為準(zhǔn)確檢測食 品中重金屬含量提供新的材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種工藝簡單、成本低廉的螯合功能樹脂的制備 方法，采用該方法制備而得的螯合功能樹脂對Hg(II)離子（特別是動物性食品中的Hg(II) 離子）有較高的選擇性吸附。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種對Hg(II)離子具有選擇性吸附的螯合 功能樹脂的制備方法，以氯球?yàn)槟阁w，2-巰基-1，3, 4-噻二唑（MT)為配體，對氯球進(jìn)行化學(xué) 改性，氯球?yàn)榇罂仔徒宦?lián)氯甲基化聚苯乙烯珠體；包括以下步驟：
[0006] 1)、將氯球加入到反應(yīng)溶劑中浸泡，從而使氯球溶脹；
[0007] 2)、在步驟1)的所得物（即溶脹后的氯球和多余的反應(yīng)溶劑）中加入作為配體的 2_巰基-1，3, 4-噻二唑（MT)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下于90?IKTC、以50?150r/min的轉(zhuǎn) 速攪拌反應(yīng)11?13小時(shí)（較佳為于KKTC的反應(yīng)溫度、lOOr/min的轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)12小 時(shí)）；2_巰基-1，3, 4-噻二唑（MT)與氯球物質(zhì)的量之比為3. 8?4. 2 :1 (較佳為4 :1);
[0008] 3)、過濾步驟2)的所得物，得濾餅；將濾餅用反應(yīng)溶劑浸泡洗滌直至洗滌液為無 色，然后使用蒸餾水沖洗，再用NaOH溶液浸泡，水洗，最后依次用乙醇、丙酮和乙醚洗滌； 40?60°C真空干燥至恒重，得對Hg(II)離子具有選擇性吸附的螯合功能樹脂MTR。
[0009] 作為本發(fā)明的對Hg(II)離子具有選擇性吸附的螯合功能樹脂的改進(jìn)：步驟1)和 3)中的反應(yīng)溶劑均為1,4-二氧六環(huán)。
[0010]作為本發(fā)明的對Hg(II)離子具有選擇性吸附的螯合功能樹脂的進(jìn)一步改進(jìn)：步 驟1)中，每Img氯球配用1?2ml(例如為1.25ml)的反應(yīng)溶劑，浸泡時(shí)間為20?28h小 時(shí)。
[0011]作為本發(fā)明的對Hg(II)離子具有選擇性吸附的螯合功能樹脂的進(jìn)一步改進(jìn)：步 驟3)中NaOH溶液的濃度為1?I. 5mol/l。
[0012] 作為本發(fā)明的對Hg(II)離子具有選擇性吸附的螯合功能樹脂的進(jìn)一步改進(jìn)：所 述Hg(II)為動物性食品中的Hg(II)。
[0013] 在本發(fā)明的螯合吸附功能樹脂的制備方法中，大孔型交聯(lián)氯甲基化聚苯乙烯珠體 (PS-C1，以下簡稱為氯球）屬于現(xiàn)有技術(shù)，例如可購自江蘇蘇青水處理工程集團(tuán)有限公司 等，交聯(lián)度8%。
[0014] 備注說明：步驟3)中的"依次用乙醇、丙酮和乙醚洗滌"為常規(guī)操作方式。
[0015] 本發(fā)明在發(fā)明過程中運(yùn)用密度泛函理論，選擇不同聚合物的配體模型，優(yōu)化這些 配體與Hg(II)離子形成配合物的幾何結(jié)構(gòu)，計(jì)算得到結(jié)合能，建立起聚合物對金屬離子吸 附能力的評價(jià)模型，并在此基礎(chǔ)上引入校正因子，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)配體的快速理論篩選。
[0016] 本發(fā)明所得產(chǎn)物一Hg(II)離子具有選擇性吸附的螯合功能樹脂，即為新型的聚 苯乙烯螯合樹脂MTR，根據(jù)產(chǎn)物中N的含量，合成的螯合樹脂MTR的功能基轉(zhuǎn)化率可通過下 面公式（1)、⑵和（3)計(jì)算：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 對Hg(II)離子具有選擇性吸附的螯合功能樹脂的制備方法，其特征是：以氯球?yàn)槟?體，2-巰基-1，3, 4-噻二唑?yàn)榕潴w，對氯球進(jìn)行化學(xué)改性，所述氯球?yàn)榇罂仔徒宦?lián)氯甲基化 聚苯乙烯珠體；依次進(jìn)行以下步驟： 1) 、將氯球加入到反應(yīng)溶劑中浸泡，從而使氯球溶脹； 2) 、在步驟1)的所得物中加入作為配體的2-巰基-1，3, 4-噻二唑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件 下于90?IKTC、以50?150r/min的轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)11?13小時(shí)；2-巰基-1,3, 4-噻二 唑與氯球物質(zhì)的量之比為3. 8?4. 2 :1 ; 3) 、過濾步驟2)的所得物，得濾餅；將濾餅用反應(yīng)溶劑浸泡洗滌直至洗滌液為無色， 然后使用蒸餾水沖洗，再用NaOH溶液浸泡，水洗，最后依次用乙醇、丙酮和乙醚洗滌；40? 60°C真空干燥至恒重，得對Hg (II)離子具有選擇性吸附的螯合功能樹脂。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對Hg(II)離子具有選擇性吸附的螯合功能樹脂的制備方法， 其特征是：步驟1)和3)中的反應(yīng)溶劑均為1，4-二氧六環(huán)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的對Hg(II)離子具有選擇性吸附的螯合功能樹脂的制備方法， 其特征是：步驟1)中，每Img氯球配用1?2ml的反應(yīng)溶劑，浸泡時(shí)間為20?28h小時(shí)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的對Hg(II)離子具有選擇性吸附的螯合功能樹脂的制備方法， 其特征是：所述步驟3)中NaOH溶液的濃度為1?I. 5mol/l。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4任一所述的對Hg(II)離子具有選擇性吸附的螯合功能樹脂的 制備方法，其特征是：所述Hg(II)為動物性食品中的Hg(II)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對Hg(II)離子具有選擇性吸附的螯合功能樹脂的制備方法，以氯球?yàn)槟阁w，2-巰基-1,3,4-噻二唑?yàn)榕潴w，對氯球進(jìn)行化學(xué)改性，依次進(jìn)行以下步驟：1)、將氯球加入到反應(yīng)溶劑中浸泡，從而使氯球溶脹；2)、在步驟1)的所得物中加入作為配體的2-巰基-1,3,4-噻二唑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下于90～110℃攪拌反應(yīng)11～13小時(shí)；3)、過濾步驟2)的所得物，將濾餅用反應(yīng)溶劑浸泡洗滌直至洗滌液為無色，然后使用蒸餾水沖洗，再用NaOH溶液浸泡，水洗，最后依次用乙醇、丙酮和乙醚洗滌；40～60℃真空干燥至恒重，得對Hg(II)離子具有選擇性吸附的螯合功能樹脂。
【IPC分類】C08F8-34, G01N1-40, B01J20-285, C08F12-08, G01N1-34, B01D15-08
【公開號】CN104610483
【申請?zhí)枴緾N201510058585
【發(fā)明人】熊春華, 李松, 姚彩萍, 謝湖均, 鄭群雄, 馮玉萍
【申請人】浙江工商大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月5日