CN106179283B - 一种基于季铵型聚离子液体吸附剂及其制备方法 - Google Patents

一种基于季铵型聚离子液体吸附剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106179283B
CN106179283B CN201610639193.4A CN201610639193A CN106179283B CN 106179283 B CN106179283 B CN 106179283B CN 201610639193 A CN201610639193 A CN 201610639193A CN 106179283 B CN106179283 B CN 106179283B
Authority
CN
China
Prior art keywords
quaternary ammonium
ion liquid
type poly
ammonium type
poly ion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610639193.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106179283A (zh
Inventor
黄晓佳
裴苗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen University
Original Assignee
Xiamen University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen University filed Critical Xiamen University
Priority to CN201610639193.4A priority Critical patent/CN106179283B/zh
Publication of CN106179283A publication Critical patent/CN106179283A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106179283B publication Critical patent/CN106179283B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/281—Sorbents specially adapted for preparative, analytical or investigative chromatography
    • B01J20/292—Liquid sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F212/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F212/02—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F212/04—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F212/14—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring substituted by heteroatoms or groups containing heteroatoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F212/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F212/34—Monomers containing two or more unsaturated aliphatic radicals
    • C08F212/36—Divinylbenzene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/28—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a liquid phase from a macromolecular composition or article, e.g. drying of coagulum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2325/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

一种基于季铵型聚离子液体吸附剂及其制备方法，涉及离子液体吸附剂。所述基于季铵型聚离子液体吸附剂的分子结构式为(C35H5NClO4)n，其中n＝2～50。所述基于季铵型聚离子液体吸附剂的制备方法，包括以下步骤：1)将反应单体混合剂和致孔剂混和后，超声成均一溶液，再倒入容器中，密封后进行聚合反应，得萃取材料；2)将步骤1)得到的萃取材料置于索氏提取器中，以溶剂提取，或将步骤1)得到的萃取材料置于溶剂中，浸泡至液体中无杂质检出，即得基于季铵型聚离子液体吸附剂。制备简单、通透性好、富含官能团、高性价比，在对实际样品进行实际萃取时，具有萃取效率高、操作简便、可重复使用和使用寿命长等优点。

Description

一种基于季铵型聚离子液体吸附剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及离子液体吸附剂，尤其是涉及一种基于季铵型聚离子液体吸附剂及其制备方法。
背景技术
离子液体(ionic liquid,IL)是由正负离子组成，在室温或室温附近呈现液体状态的有机熔融盐。由于IL具有蒸气压低、电导率高、电化学窗口宽、热稳定性好等独特的物化性质，其作为萃取介质被广泛应用于液—液萃取(Visser A E,Swatloski R P,Rogers RD.Green Chem.2000,2:1)、液相微萃取(Liu J F,Jiang GB,Chi Y G.,etal.Anal.Chem.2003,75:5870)、固相微萃取(Lin J F.Jonsson J A,Jiang GB.TrendsAnal.Chem.2005,24:20)和超临界CO2萃取(Scurto A M,Aki S N V K.,etal.Am.Chem.Soc.2002,124:10276)等样品前处理萃取模式中。
聚离子液体是指由离子液体单体聚合而成，在重复单元上具有阴、阳离子基团的一类离子液体聚合物，兼具离子液体和聚合物的优良性能(钱文静，袁超，郭江娜，严锋，化学学报，2015，04：310)。与非离子型聚合物相比，聚离子液体通常具有优良的离子导电性、化学稳定性、不易燃烧等特性，因而在固态电解质、燃料电池聚电解质膜、刺激相应材料、碳材料、电化学和催化等领域得到广泛应用。季铵型离子液体由于含有可进行离子交换的基团及其他官能团，因此基于铵型的聚离子液体材料是理想的吸附剂。
发明内容
本发明旨在提供一种基于季铵型聚离子液体吸附剂及其制备方法。
所述基于季铵型聚离子液体吸附剂的分子结构式为(C35H5NClO4)n，其中n＝2～50。
所述基于季铵型聚离子液体吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将反应单体混合剂和致孔剂混和后，超声成均一溶液，再倒入容器中，密封后进行聚合反应，得萃取材料；
2)将步骤1)得到的萃取材料置于索氏提取器中，以溶剂提取，或将步骤1)得到的萃取材料置于溶剂中，浸泡至液体中无杂质检出，即得基于季铵型聚离子液体吸附剂。
在步骤1)中，所述反应单体混合剂按质量百分比的组成为：氯化N-三甲基-4-乙烯基苄基铵离子液体20％～60％，引发剂偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰0.5％～2％，余为混合交联剂，所述混合交联剂由二乙烯基苯和乙二醇二甲基丙烯酸酯组成，二乙烯基苯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的质量比可为3/1～1/3；所述致孔剂按质量百分比的组成为正丙醇50％～90％，1,4-丁二醇50％～10％；按质量比，反应单体混合剂∶致孔剂为1∶(0.5～3)；所述聚合反应的温度可为40～80℃，聚合反应的时间可为6～24h，聚合反应的过程如下：
其中，n＝2～50。
在步骤2)中，所述溶剂可选自甲醇、乙腈、乙醇等中的一种；所述提取的时间可为4～24h。
所述基于季铵型聚离子液体吸附剂在使用前，可用超纯水进行浸泡活化2～24h。
本发明以氯化N-三甲基-4-乙烯基苄基铵离子液体为功能单体，二乙烯基苯/乙二醇二甲基丙烯酸酯为混合交联剂，偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰为引发剂，正丙醇和1,4-丁二醇为致孔剂；将上述化合物按一定比例混匀后，利用原位聚合技术，在一定温度下引发聚合一定时间，经过后处理即可得到聚季铵型聚离子液体的吸附剂。
本发明所述的吸附剂制备简单、重复性好，在对实际样品进行实际萃取时，具有萃取效率高、操作简便、可重复使用和使用寿命长等优点。
本发明首次制备以氯化N-三甲基-4-乙烯基苄基铵离子液体为功能单体，利用原位聚合技术制备季铵型聚离子液体吸附剂。该吸附剂具有制备简单、通透性好、富含官能团、高性价比等优点，因此本发明所制备的吸附剂具有广阔的实际应用价值。
附图说明
图1为本发明实施例2中萃取材料的红外光谱图。
图2为本发明实施例2中萃取材料的扫描电镜图。
图3为本发明实施例5中加标8种酚类雌激素的水样萃取前的液相色谱分离谱图。
图4为本发明实施例5中加标8种酚类雌激素的水样萃取后的液相色谱分离谱图。
在图3和4中，符号：BPA为双酚A；E1为雌二醇；EE2为乙炔雌二醇；ETR为雌酮；DS为双烯雌酚；MES为炔雌醇甲醚；TES为睾酮；4-NP为壬基酚；210nm和230nm为液相色谱紫外检测器波长；10mAU和5mAU为紫外信号值。
具体实施方式
下面通过实施例和附图对本发明作进一步的说明。
实施例1
1)反应混合试剂的配制：所述反应单体混合剂的组成按质量百分比为氯化N-三甲基-4-乙烯基苄基铵离子液体20％，引发剂偶氮二异丁腈0.5％，交联剂二乙烯基苯/乙二醇二甲基丙烯酸酯79.5％(两种交联剂质量比为3/1)；所述致孔剂的组成按质量百分比含量为正丙醇50％，1,4-丁二醇50％；按质量比，反应单体混合剂∶致孔剂为1∶0.5。
2)按上述比例称取反应单体和致孔剂混和后，超声成均一溶液，将上述溶液倒入一定内径的容器中，密封后置于40℃温度下聚合反应6h。
3)萃取材料的后处理：将步骤二获取的萃取材料置于索氏提取器中，以乙腈为溶剂，提取4h，或将萃取材料置于上述溶剂中，浸泡至液体中无杂质检出。在使用前，用超纯水浸泡活化2h。
实施例2
1)反应混合试剂的配制：所述反应单体混合剂的组成按质量百分比为氯化N-三甲基-4-乙烯基苄基铵离子液体45％，引发剂偶氮二异丁腈1％，交联剂二乙烯基苯/乙二醇二甲基丙烯酸酯54％(两种交联剂质量比为1/2)；所述致孔剂的组成按质量百分比含量为正丙醇80％，1,4-丁二醇20％；按质量比，反应单体混合剂∶致孔剂为1∶1。
2)按上述比例称取反应单体和致孔剂混和后，超声成均一溶液，将上述溶液倒入一定内径的容器中，密封后置于75℃温度下聚合反应12h。
3)萃取材料的后处理：将步骤二获取的萃取材料置于索氏提取器中甲醇为溶剂，提取12h，或将萃取材料置于上述溶剂中，浸泡至液体中无杂质检出。在使用前，用超纯水浸泡活化12h。
图1为萃取材料的红外光谱图，该图从左到右的主要吸收峰的波数分别为2953cm-1、1725cm-1、1636cm-1、1480cm-1、1382cm-1、1047cm-1。图2为该材料的扫描电镜图。
实施例3
1)反应混合试剂的配制：所述反应单体混合剂的组成按质量百分比为氯化N-三甲基-4-乙烯基苄基铵离子液体50％，引发剂过氧化苯甲酰2％，余为交联剂二乙烯基苯/乙二醇二甲基丙烯酸酯48％(两种交联剂质量比为1/3)；所述致孔剂的组成按质量百分比含量为正丙醇90％，1,4-丁二醇10％；按质量比，反应单体混合剂∶致孔剂为1∶3。
2)按上述比例称取反应单体和致孔剂混和后，超声成均一溶液，将上述溶液倒入一定内径的容器中，密封后置于80℃温度下聚合反应24h。
3)萃取材料的后处理：将步骤二获取的萃取材料置于索氏提取器中，以乙醇为溶剂，提取24h，或将萃取材料置于上述溶剂中，浸泡至液体中无杂质检出。在使用前，用超纯水浸泡活化24h。
实施例4
按实施例2配制反应溶液，然后将反应溶液注射入细的玻璃毛细纤维(直径0.5mm)中，纤维两端密封后于75℃聚合12h，即可得纤维状萃取材料。合成后去掉每根玻璃纤维两端的密封头，用刀片将玻璃纤维一端的外层纤维涂层和玻璃割除，露出约2cm的纤维状聚合材料。然后，将数根细纤维绑在一起组成固相萃取纤维束。以上即为制得的纤维束固相萃取装置。
实施例5
取实际河湖水样20mL，加标浓度均为100ppb，将按实施例4制备的固相萃取纤维束插入液面下2cm，室温下在600r/min下吸附50min，再换用400μL甲醇-水溶液(80/20)在同样的转速下解吸20min，色谱条件为Thermo C18色谱柱(250mm×4.6mm i.d.，5μm)，流速1.0mL/min，进样量20μL。图3和4为加标水样萃取前和萃取后的液相色谱分离谱图。
本发明以氯化N-三甲基-4-乙烯基苄基铵离子液体为功能单体，二乙烯基苯/乙二醇二甲基丙烯酸酯为混合交联剂，偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰为引发剂，正丙醇和1,4-丁二醇为共溶剂。利用原位聚合技术，制备而得的基于季铵型聚离子液体吸附剂。所发明的吸附剂具有制备简单、重复性好、富含官能团、高性价比和良好的使用寿命等优点，可被用于痕量有机污染物的萃取。因此本发明所制备的基于季铵型聚离子液体吸附剂具有广阔的实际应用前景。

Claims (7)

1.一种基于季铵型聚离子液体吸附剂，其特征在于其化学结构式如下：
其中，n＝2～50。
2.如权利要求1所述基于季铵型聚离子液体吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将反应单体混合剂和致孔剂混和后，超声成均一溶液，再倒入容器中，密封后进行聚合反应，得萃取材料；所述反应单体混合剂按质量百分比的组成为：氯化N-三甲基-4-乙烯基苄基铵离子液体20％～60％，引发剂偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰0.5％～2％，余为混合交联剂，所述混合交联剂由二乙烯基苯和乙二醇二甲基丙烯酸酯组成，二乙烯基苯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为3/1～1/3；所述致孔剂按质量百分比的组成为正丙醇50％～90％，1,4-丁二醇50％～10％；按质量比，反应单体混合剂∶致孔剂为1∶(0.5～3)；
2)将步骤1)得到的萃取材料置于索氏提取器中，以溶剂提取，或将步骤1)得到的萃取材料置于溶剂中，浸泡至液体中无杂质检出，即得基于季铵型聚离子液体吸附剂。
3.如权利要求2所述基于季铵型聚离子液体吸附剂的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述聚合反应的温度为40～80℃，聚合反应的时间为6～24h。
4.如权利要求2所述基于季铵型聚离子液体吸附剂的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述聚合反应的过程如下：
其中，n＝2～50。
5.如权利要求2所述基于季铵型聚离子液体吸附剂的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述溶剂选自甲醇、乙腈、乙醇中的一种。
6.如权利要求2所述基于季铵型聚离子液体吸附剂的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述提取的时间为4～24h。
7.如权利要求2所述基于季铵型聚离子液体吸附剂的制备方法，其特征在于所述基于季铵型聚离子液体吸附剂在使用前，用超纯水进行浸泡活化2～24h。
CN201610639193.4A 2016-08-05 2016-08-05 一种基于季铵型聚离子液体吸附剂及其制备方法 Expired - Fee Related CN106179283B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610639193.4A CN106179283B (zh) 2016-08-05 2016-08-05 一种基于季铵型聚离子液体吸附剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610639193.4A CN106179283B (zh) 2016-08-05 2016-08-05 一种基于季铵型聚离子液体吸附剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106179283A CN106179283A (zh) 2016-12-07
CN106179283B true CN106179283B (zh) 2018-10-26

Family

ID=57513589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610639193.4A Expired - Fee Related CN106179283B (zh) 2016-08-05 2016-08-05 一种基于季铵型聚离子液体吸附剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106179283B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106540670B (zh) * 2016-12-09 2019-05-10 厦门大学 氟功能化多孔整体材料吸附剂的制备方法
CN107383262A (zh) * 2017-07-28 2017-11-24 厦门大学 一种基于多功能单体及交联剂的多孔吸附剂的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102250637A (zh) * 2010-05-18 2011-11-23 北京化工大学 一种基于聚合季铵盐离子液体的吸附脱硫方法
CN102936315A (zh) * 2012-11-23 2013-02-20 南开大学 一种可富集硬毛素的分子印迹聚合物的制备方法
CN102974318A (zh) * 2012-11-01 2013-03-20 中国科学院长春应用化学研究所 一种从氟碳铈矿废液中去除铅的壳聚糖螯合树脂及其制备方法
CN103861572A (zh) * 2014-03-28 2014-06-18 厦门大学 固相微萃取纤维束的制备方法
CN105126780A (zh) * 2015-07-29 2015-12-09 厦门大学 一种基于聚离子液体的螯合型吸附剂及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102250637A (zh) * 2010-05-18 2011-11-23 北京化工大学 一种基于聚合季铵盐离子液体的吸附脱硫方法
CN102974318A (zh) * 2012-11-01 2013-03-20 中国科学院长春应用化学研究所 一种从氟碳铈矿废液中去除铅的壳聚糖螯合树脂及其制备方法
CN102936315A (zh) * 2012-11-23 2013-02-20 南开大学 一种可富集硬毛素的分子印迹聚合物的制备方法
CN103861572A (zh) * 2014-03-28 2014-06-18 厦门大学 固相微萃取纤维束的制备方法
CN105126780A (zh) * 2015-07-29 2015-12-09 厦门大学 一种基于聚离子液体的螯合型吸附剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Synthesis by RAFT and Ionic Responsiveness of Double Hydrophilic Block Copolymers Based on Ionic Liquid Monomer Units;Kari Vijayakrishna et al.;《Macromolecules》;20080816;第41卷(第17期);6299-6308 *
对二氯苄-聚乙烯咪唑型聚合离子液体的制备及对煤焦油中苯酚的吸附性能;熊佳丽 等;《高等学校化学学报》;20140930;第35卷(第9期);2031-2036 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106179283A (zh) 2016-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Khan et al. Preparation of anion exchange membranes from BPPO and dimethylethanolamine for electrodialysis
Wu et al. QPPO/PVA anion exchange hybrid membranes from double crosslinking agents for acid recovery
Takegami et al. Pervaporation of ethanol/water mixtures using novel hydrophobic membranes containing polydimethylsiloxane
Masuelli et al. SPC/PVDF membranes for emulsified oily wastewater treatment
Rhim et al. Pervaporation separation of water–ethanol mixtures using metal‐ion‐exchanged poly (vinyl alcohol)(PVA)/sulfosuccinic acid (SSA) membranes
CN101582512B (zh) 复合膜
Wu et al. Cation exchange PVA/SPPO/SiO2 membranes with double organic phases for alkali recovery
Xu et al. Polyarylether membranes for dehydration of ethanol and methanol via pervaporation
CN106345324B (zh) 一种杂化离子交换膜的制备方法
CN106179283B (zh) 一种基于季铵型聚离子液体吸附剂及其制备方法
Liu et al. Preparation of water-based anion-exchange membrane from PVA for anti-fouling in the electrodialysis process
Liu et al. Nanofiltration membranes prepared by direct microemulsion copolymerization using poly (ethylene oxide) macromonomer as a polymerizable surfactant
CN114669205B (zh) 一种Ni-Fe双金属MOF晶层聚砜复合纳滤膜及其制备方法
Park et al. Preparation of water‐swollen hydrogel membranes for gas separation
Huang et al. Positively charged composite nanofiltration membrane from quaternized chitosan by toluene diisocyanate cross-linking
Li et al. Crown ether functionalized polysulfone membrane coupling with electric field for Li+ selective separation
Bangxiao et al. Effect of separating layer in pervaporation composite membrane for MTBE/MeOH separation
CN110394074A (zh) 复合纳滤膜及其制备方法和应用
Poinescu et al. On the structure of macroreticular styrene‐divinylbenzene copolymers
CN113262641A (zh) 一种抗污染反渗透膜及其制备方法和应用
CN108176260A (zh) 一种压力响应型亲水分离膜的制备方法
CN101507885A (zh) 亲水型固相萃取搅拌棒及其制备方法
CN101695635A (zh) 高性能聚丙烯酸钠基聚电解质复合物分离膜的制备方法
CN112143005A (zh) 具有阻酸功能的哌啶交联型溴甲基化聚苯醚阴离子交换膜的制备和应用
Villaluenga et al. Comparative study of liquid uptake and permeation characteristics of sulfonated cation-exchange membranes in water and methanol

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20181026

Termination date: 20190805