选择性吸附Hg(II)的螯合树脂的制备法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新型螯合树脂的生产方法，具体涉及一种对食品中（特别是食用 菌中）重金属Hg(II)离子具有选择性吸附、吸附性能好、可重复利用的改性螯合树脂金属 吸附剂及其制备法。
【背景技术】
[0002] 现有的食品中重金属分析方法大多存在分析成本高、抗干扰低等不足之处；紫 外-可见分光光度法作为传统的测定重金属的方法，分析成本低且易操作，但往往灵敏度 低及测定时易受其他共存离子干扰，因此需对食品中重金属元素进行分离预富集，建立分 离预富集-分光光度法测定食品中的重金属含量。分离预富集材料的选择是关键，近些年 来，螯合树脂本身具有合成条件温和、价格低廉，易洗脱、抗干扰及稳定性好等优点，因此成 为重金属分离富集中常用的材料。
[0003] 因氯甲基化聚苯乙烯具有来源广泛、机械强度高、工艺成熟、化学稳定性好、易功 能化等特点，已是应用最为广泛的螯合吸附剂母体之一，选择对重金属具有良好的螯合性 能的含氮、硫杂环作为配体，与氯甲基化聚苯乙烯通过亲核反应制备出新型螯合树脂，通过 对其静态和动态吸附性能的研究，筛选出吸附量大、选择性好及易洗脱的树脂做为重金属 分离预富集材料，并对其预富集工作参数的进行优化，与紫外-可见分光光度法联用测定 食品中的重金属含量。该法不但降低了痕量待测组分的检测下限，还能提高仪器分析结果 的精密度、准确度，扩大仪器分析的应用领域。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、成本低廉的选择性吸附Hg(II) 的螯合树脂的制备法，采用该方法制备而得的新型聚苯乙烯螯合树脂对Hg(II)离子（特别 是对食用菌中Hg(II)离子）有较高的选择性吸附。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种选择性吸附Hg(II)的螯合树脂（AR)的 制备法，以氯球为母体，腺嘌呤（A)为配体，对氯球进行化学改性，氯球为大孔型交联氯甲 基化聚苯乙烯珠体；包括以下步骤：
[0006]1)、将氯球加入到反应溶剂中浸泡，从而使氯球溶胀；
[0007]2)、在步骤1)的所得物（即溶胀后的氯球和多余的反应溶剂）中加入作为配体的 腺嘌呤（A)，在氮气保护的条件下于110~130°C、以50~150r/min的转速搅拌反应11~ 13小时（较佳为于120°C、转速为100r/min搅拌反应12小时）；腺嘌呤（A)与氯球物质的 量之比为4. 8~5. 2 :1 (较佳为5 :1);
[0008]3)、过滤步骤2)的所得物，得滤饼；将滤饼用反应溶剂浸泡洗涤直至洗涤液为无 色，然后使用蒸馏水冲洗，再用NaOH溶液浸泡，水洗，最后依次用乙醇、丙酮和乙醚洗涤数 次；40~60°C真空干燥至恒重，得选择性吸附Hg(II)的螯合吸附功能树脂。
[0009] 作为本发明的选择性吸附Hg(II)的螯合树脂的制备方法的改进：步骤1)和3)中 反应溶剂均为N，N-二甲基甲酰胺（DMF)。
[0010] 作为本发明的选择性吸附Hg(II)的螯合树脂的制备方法的进一步改进：所述步 骤1)中，每lmg氯球配用1~2ml(例如为1.25ml)的反应溶剂，浸泡时间为20~28h小 时。
[0011] 作为本发明的选择性吸附Hg(II)的螯合树脂的制备方法的进一步改进：所述步 骤3)中NaOH溶液的浓度为1~1. 5mol/l。
[0012] 作为本发明的选择性吸附Hg(II)的螯合树脂的制备方法的进一步改进：Hg(II) 为食用菌中的Hg(II)。
[0013] 在本发明的螯合吸附功能树脂的制备方法中，大孔型交联氯甲基化聚苯乙烯珠体 (PS-C1，以下简称为氯球）属于现有技术，例如可购自江苏苏青水处理工程集团有限公司 等，交联度8%。
[0014] 备注说明：步骤3)中的"依次用乙醇、丙酮和乙醚洗涤"为常规操作方式。
[0015] 本发明在发明过程中运用密度泛函理论，选择不同聚合物的配体模型，优化这些 配体与Hg(II)离子形成配合物的几何结构，计算得到结合能，建立起聚合物对金属离子吸 附能力的评价模型，并在此基础上引入校正因子，实现对目标配体的快速理论筛选。
[0016] 本发明所得产物即为新型的聚苯乙烯螯合树脂AR，根据产物中N(来自腺嘌呤）的 含量，合成的螯合树脂AR的功能基转化率可通过下面公式（1)、（2)和（3)计算：
【主权项】
1. 选择性吸附Hg (II)的螯合树脂的制备法，其特征是：以氯球为母体，腺嘌呤为配体， 对氯球进行化学改性，所述氯球为大孔型交联氯甲基化聚苯乙烯珠体；包括以下步骤： 1) 、将氯球加入到反应溶剂中浸泡，从而使氯球溶胀； 2) 、在步骤1)的所得物中加入作为配体的腺嘌呤，在氮气保护的条件下于110~ 130°C、以50~150r/min的转速搅拌反应11~13小时；腺嘌呤与氯球物质的量之比为 4. 8 ~5. 2 :1 ; 3)、过滤步骤2)的所得物，得滤饼；将滤饼用反应溶剂浸泡洗涤直至洗涤液为无色， 然后使用蒸馏水冲洗，再用NaOH溶液浸泡，水洗，最后依次用乙醇、丙酮和乙醚洗涤；40~ 60°C真空干燥至恒重，得选择性吸附Hg(II)的螯合树脂。
2. 根据权利要求1所述的选择性吸附Hg(II)的螯合树脂的制备法，其特征是：步骤1) 和3)中反应溶剂均为N，N-二甲基甲酰胺。
3. 根据权利要求2所述的选择性吸附Hg(II)的螯合树脂的制备法，其特征是：所述步 骤1)中，每lmg氯球配用1~2ml的反应溶剂，浸泡时间为20~28h小时。
4. 根据权利要求3所述的选择性吸附Hg(II)的螯合树脂的制备法，其特征是：所述步 骤3)中NaOH溶液的浓度为1~1. 5mol/l。
5. 根据权利要求1~4任一所述的选择性吸附食用菌中Hg (II)的螯合树脂的制备法， 其特征是：所述Hg (II)为食用菌中的Hg (II)。
【专利摘要】本发明公开了一种选择性吸附Hg(II)的螯合树脂的制备法，以氯球为母体，腺嘌呤为配体，对氯球进行化学改性，包括以下步骤：1)、将氯球加入到反应溶剂中浸泡，从而使氯球溶胀；2)、在步骤1)的所得物中加入作为配体的腺嘌呤，在氮气保护的条件下于110～130℃搅拌反应11～13小时；3)、过滤步骤2)的所得物，将滤饼用反应溶剂浸泡洗涤直至洗涤液为无色，然后使用蒸馏水冲洗，再用NaOH溶液浸泡，水洗，最后依次用乙醇、丙酮和乙醚洗涤；40～60℃真空干燥至恒重，得选择性吸附Hg(II)的螯合树脂。
【IPC分类】G01N1-34, B01J20-285, B01D15-08, C08F8-32, C08F12-08, G01N1-40
【公开号】CN104628906
【申请号】CN201510059090
【发明人】熊春华, 李松, 姚彩萍, 郑群雄, 冯玉萍
【申请人】浙江工商大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月5日