羧基磁性聚苯乙烯微球的合成及應(yīng)用.pdf

1、磁性高分子微球(Magnetic polymer Microspheres)是指通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ褂袡C(jī)高分子與無(wú)機(jī)磁性顆粒結(jié)合起來(lái)形成的具有一定磁性及特殊結(jié)構(gòu)的微球。因其具有磁性可在外加磁場(chǎng)作用下方便迅速地分離，又具有高分子微粒子的特性而受到廣泛的關(guān)注。在細(xì)胞分離、固定化酶、免疫測(cè)定、靶向藥物、化學(xué)分離和分析、有機(jī)和生化合成、環(huán)境/食品微生物檢測(cè)等領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文以蔗糖水溶液為反應(yīng)體系，以苯乙烯、丙烯酸、二乙

2、烯苯為單體，采用懸浮共聚合的方法合成了Fe3O4為核，聚苯乙烯為殼層的微米級(jí)交聯(lián)羧基磁性聚苯乙烯微球。羧基磁性聚苯乙烯微球最佳的合成工藝條件為：5％濃度的蔗糖水溶液60ml，18g苯乙烯單體、1．8g丙烯酸、1g穩(wěn)定劑PVA、0．6g自制Fe3O4磁流體、0．2g引發(fā)劑AIBN、0．3g交聯(lián)劑DVB、反應(yīng)時(shí)間為10h、合成溫度78℃、600r/min的攪拌速度。在最佳條件下合成的羧基磁性聚苯乙烯微球的粒徑在40μm~70μm之間，具有較

3、好的單分散性；飽和磁強(qiáng)度可達(dá)到7．62emu/g，具有超順磁性；表面羧基含量達(dá)到1．4762mmaol/g。并對(duì)羧基磁性聚苯乙烯微球進(jìn)行了紅外光譜表征、熱重分析、掃描電鏡觀察，同時(shí)還討論了羧基磁性聚苯乙烯微球的合成原理。
　　 本文將合成的羧基磁性聚苯乙烯微球用于蛋白質(zhì)的吸附。研究結(jié)果表明：羧基磁性聚苯乙烯微球?qū)εＱ灏椎鞍?BSA)的吸附，在pH=4．7的乙酸-乙酸鈉緩沖液的配制下，T=30℃、BSA初始濃度為0．3mg/mL

4、、羧基磁性微球30mg吸附2h后，吸附量可達(dá)到113．0mg/g。且?guī)然拇判晕⑶虮葻o(wú)羧基的磁性微球?qū)SA的吸附效果更好。根據(jù)文獻(xiàn)參考，羧基磁性微球?qū)SA的吸附機(jī)理主要是通過(guò)氫鍵及靜電作用對(duì)BSA進(jìn)行吸附。
　　 本文將合成的羧基磁性微球?qū)δM水中重金屬離子的吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在pH=5，溫度為25℃時(shí)，采用0．20g微球吸附初始濃度為100mg/L的金屬離子lh，吸附量達(dá)到最大，并且在相同條件下吸附量按Ni2+>Cu2+

5、>pb2+依次遞減。Cu2+的最大吸附量為6．031mg/g，Ni2+的最大吸附量為6．387mg/g，Pb2+的最大吸附量為4．513mg/g。猜測(cè)羧基磁性微球?qū)χ亟饘匐x子的吸附機(jī)理為：羧基磁性微球表面含有羧基，能以一對(duì)孤電子對(duì)與金屬離子形成配位鍵，從而達(dá)到吸附分離金屬離子的目的。
　　 羧基磁性微球?qū)u2+、Ni2+和pb2+吸附動(dòng)力學(xué)研究表明，羧基磁性微球中的羧基使重金屬離子溶液能在微球表面迅速潤(rùn)濕，加快重金屬離子向微球

6、的擴(kuò)散速率，在吸附開始階段迅速提高對(duì)Cu2+、Ni2+和pb2+的吸附量。羧基磁性微球?qū)u2+、Ni2+和Pb2+的吸附快慢程度為pb2+、Cu2+、Ni2+依次遞減。通過(guò)等溫吸附實(shí)驗(yàn)可知，羧基磁性微球?qū)u2+、Ni2+和pb2+的吸附能同時(shí)符合Langmuir及Freundlich吸附等溫線，但更符合Langmuir吸附等溫線規(guī)律，表明了吸附實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
　　 本文羧基磁性聚苯乙烯微球的合成采用的蔗糖水溶液反應(yīng)體系，此反