一种磁性纳米复合吸附材料及制备方法和应用

技术领域

本发明属于吸附材料制备领域，具体涉及一种磁性纳米复合吸附材料及制备方法和应用。

背景技术

五味子属植物五味子(木兰科)的成熟果实，化学成分丰富，其中最关键的有效成分是木脂素。五味子甲素、五味子醇甲、五味子醇乙等是组成木脂素的核心物质，其占主导地位的是五味子甲素。作为天然化合物之一的木脂素，不仅可以提高免疫力和心肌收缩力，还能够镇痛、降脂、降酶，同时具有改善心脏功能和呼吸的作用，对大脑皮层的兴奋和抑制过程也有影响。

对于五味子中木脂素类化合物的提取，最早使用的提取方法大多是煎煮法、有机溶剂浸渍法、渗漉法和热回流提取法等。这些传统的萃取方法具有操作简单、成本低等优点，但是在提取过程中都需要消耗较多的有机溶剂，不单带来了环境问题，还会造成有毒物质残留，而且萃取耗时较长，严重影响生产效率。

尽管近几年一直不断涌现出新的木脂素类物质提取方法，例如超声波辅助提取法、微波辅助提取法和双水相萃取法等，然而这些方法仅可在实验室中进行，并不能在大规模生产中广泛应用。

发明内容

针对上述现有技术存在的技术问题，本发明提供一种磁性纳米复合吸附材料及制备方法和应用，能够有效解决现有的吸附材料吸附性能低、萃取耗时长、有机物残留的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种磁性纳米复合吸附材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，按1:0.2:0.6:0.6的摩尔比，将C

将Fe

步骤2，将分散液和混合溶液混合均匀，其中Fe

步骤3，按12：65：(98-118)的质量比，将包覆Fe

优选的，步骤1中所述的Fe

将FeCl

进一步，用磁铁收集反应液中的产物，依次用C

优选的，步骤1先将C

优选的，步骤1将Fe

进一步，步骤2真空抽滤产物，依次用去离子水和C

优选的，步骤3按40mL：0.12g的比例，先在CH

优选的，步骤3将前驱液b在100-145℃下保温4.5-5.5h，之后用CH

一种由上述任一项所述的磁性纳米复合吸附材料的制备方法得到的包覆Fe

包覆Fe

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种磁性纳米复合吸附材料的制备方法，以Fe

本发明制备的Fe

附图说明

为了更清晰地解释本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简要阐述，显而易见地，以下附图仅仅是本发明中部分实施例。

图1为本发明实施例1制备的Fe

图2为本发明实施例1制备的Fe

图3为本发明实施例1制备的Fe

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案及优异性变得一目了然，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行显明、无缺地描述。显然，所述的实施例是本发明的一部分而非所有。基于本发明中的实施例，本领域一般技术人员获得的其他全部实施例，均在本发明保护的范围之内，而无需做出任何创造性劳动。

以下将结合附图与具体实施方式来进一步详细地描述本发明，所述是对本发明的解释而不是限定。

LDHs全称为层状双氢氧化物，是Layered double hydroxides的简写，是指一种由带正电荷的金属氢氧化层组建的层状无机物质，其中各层之间插入电荷平衡的阴离子。因为这一特殊构造使得LDHs拥有了良好的阴离子交换能力和组成活络性。ZIFs全称为沸石型咪唑盐框架，是Zeolitic imidazolate frameworks的简写，是指一种金属节点通过配位键和咪唑酸盐相连的无机-有机微孔晶体杂化材料。ZIFs存在有比表面积大、孔径可调节、功能灵便的特点。二者因其自身独有的结构形貌和理化性能在众多纳米材料中备受关注，同时也在食品、生物、环境样品萃取中得到了广泛应用。

本发明提供了一种基于LABSA-LDH/ZIF-8的磁性纳米复合吸附材料的制备方法，包含以下步骤：

步骤一，柠檬酸水热法合成Fe

(1)将1.35g FeCl

(2)室温下磁力搅拌0.5-1h；

(3)将混合溶液转移到特氟龙不锈钢高压釜中，在180-220℃下反应15-17h；

(4)反应完成后自然冷却至室温，用磁铁收集黑色反应物；

(5)依次用35-45mL C

(6)最后产物在55-65℃下干燥11-13h备用。

步骤二，Fe

(1)首先将1.4g(0.01mol)的C

(2)将1.96g(0.006mol)的LABSA(即十二烷基苯磺酸)溶于80mL去离子水中，在室温下搅拌得到澄清溶液；

将上述两种溶液混合后，在40-50℃下磁力搅拌0.5-1h，得到溶液a；

(3)将50mg Fe

(4)最后将溶液a和分散液a混合均匀，放入特氟龙不锈钢高压釜中，在115-125℃烘箱中保温(即水热反应)反应22-26h；

(5)真空抽滤得到的产物，依次用35-45mL去离子水和C

步骤三，Fe

(1)首先，在40mL CH

(2)然后在上述溶液中加入0.65g HCOONa与0.98-1.18gC

(3)将溶液转移至特氟龙不锈钢高压釜内，在100-145℃下加热4.5-5.5h；

(4)得到的产物用35-45mL的CH

实施例1

一种基于LABSA-LDH/ZIF-8的磁性纳米复合吸附材料及其制备方法和应用，包括以下步骤：

步骤1：将1.35g FeCl

步骤2：首先将1.4g C

将上述两种溶液混合后，在45℃下磁力搅拌30min，得到溶液a。将50mg Fe

步骤3：首先，在40mL CH

实施例2

一种基于LABSA-LDH/ZIF-8的磁性纳米复合吸附材料及其制备方法和应用，包括以下步骤：

步骤1：将1.35g FeCl

步骤2：首先将1.4g C

将上述两种溶液混合后，在45℃下磁力搅拌60min，得到溶液a。将50mg Fe

步骤3：首先，在40mL CH

实施例3

一种基于LABSA-LDH/ZIF-8的磁性纳米复合吸附材料及其制备方法和应用，包括以下步骤：

步骤1：将1.35g FeCl

步骤2：首先将1.4g C

将上述两种溶液混合后，在45℃下磁力搅拌60min，得到溶液a。将50mg Fe

步骤3：首先，在40mL CH

实施例4

一种基于LABSA-LDH/ZIF-8的磁性纳米复合吸附材料及其制备方法和应用，包括以下步骤：

步骤1：将1.35g FeCl

步骤2：首先将1.4g C

将上述两种溶液混合后，在45℃下磁力搅拌60min，得到溶液a。将50mg Fe

步骤3：首先，在40mL CH

实施例5

一种基于LABSA-LDH/ZIF-8的磁性纳米复合吸附材料及其制备方法和应用，包括以下步骤：

步骤1：将1.35g FeCl

步骤2：首先将1.4g C

将上述两种溶液混合后，在45℃下磁力搅拌60min，得到溶液a。将50mg Fe

步骤3：首先，在40mL CH

实施例6

一种基于LABSA-LDH/ZIF-8的磁性纳米复合吸附材料及其制备方法和应用，包括以下步骤：

步骤1：将1.35g FeCl

步骤2：首先将1.4g C

将上述两种溶液混合后，在45℃下磁力搅拌60min，得到溶液a。将50mg Fe

步骤3：首先，在40mL CH

对照例：Fe

步骤1：将1.35g FeCl

步骤2：首先将1.4g C

步骤3：首先，在40mL CH

性能测试

分别将通过本发明中对照例Fe

通过实施例1-6制得的吸附材料记作实施例1-6，然后对对照组和实施例1-6进行以下过程的吸附性能检测。

利用甲醇作为溶剂分别溶解五味子醇甲、五味子醇乙、五味子酯甲、五味子甲素和五味子乙素5种标准品，以制备浓度为1mg/mL的单个标准储备溶液。每种分析物的标准储备溶液混合后由甲醇稀释得到100μg/mL 5种混合标准溶液。取1mL的混合标准溶液，加入9mL的去离子水，将100μg/mL的混合标准溶液配制为10μg/mL的5种混合工作溶液(工作溶液中每种物质浓度均为10μg/mL)以用于木脂素吸附。分别取6份本发明得到的20mg磁性纳米复合吸附材料(可视为磁性吸附剂，即实施例1-6)，分别分散至1mL混合工作溶液(10μg/mL)中涡旋20min以便完全捕获分析物，然后，借助外部磁铁分离出富集上述木脂素之后的磁性吸附剂，将得到的上清液经0.22μm的尼龙滤膜过滤后用于HPLC分析。在波长230nm的紫外光下和30℃的条件下，以1mL/min的流速，10μL的进样量连续吸附至吸附量不再变化。所得数据记录于表1：

通过表1显示的数据可知，本实施例1-6制得的吸附材料相较于对照组而言，饱和吸附量更高，说明LABSA的加入使吸附材料具有更好的吸附性能和更高的吸附容量；其次，本实施例1-6制得的吸附材料其吸附饱和量逐渐升高，这是因为C

上述实施例仅限于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照以上实施例清晰地描述了本发明，本领域的一般技术人员应当理解，能够对这些实施例进行等同变换、修改、替代和变形而不背离本发明各实施例技术方案的精神和范围，本发明的范围由所附权利要求书限定。