表面分子印迹复合材料选择性分离环境中酚类污染物的研究

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目前,酚及其类似物被广泛用于颜料、石油化工产品、炼油厂、焦化、铸钢厂、杀虫剂、除草剂及皮革处理等行业。但由于毒性和致癌性质,其对动植物均具有威胁,因此在排放前必须采取措施进行处理以确保安全排放。但通常由于检测体系过于复杂,导致普通分析方法无法普遍适用,因此样品的前处理显得十分必要,并且如何快速分离和富集复杂体系中痕量目标物也成为了一个亟待解决的问题。   分子印迹技术作为一种有效的合成具有人工识别位点的聚合物的方法,最早源于Pauling提出以抗原为模板来合成抗体的设想。特别是20世纪90年代以来,分子印迹迅速发展并被广泛用于手性分离固相萃取、膜分离、药物分离、仿生传感器、酶模拟催化等领域。传统的本体聚合具有很多的缺点,如模板分子不能完全去除、吸附容量小、结合位点利用率低、传质效率低及印迹材料形貌不规则等。表面分子印迹技术的提出和发展有效的克服了这些缺点,这种技术基本上可分为两种:一种是基于乳液和沉淀聚合,另一种是基于的表面改性硅胶粒子。   本论文主要包括以下研究内容   (1)采用本体聚合的方法以3-氯酚为模板通过热引发聚合成表面印迹聚合物,并通过红外光谱对其进行了表征。以紫外光谱为检测手段,详细研究了印迹聚合物对3-氯酚的吸附行为,考察了吸附平衡、动力学及可能的吸附机理。结果表明,印迹聚合物对3-氯酚具有显著的选择性吸附性能,最佳吸附pH接近中性。利用制备的MIPs为固相萃取吸附剂进行了固相萃取实验,考察其实际应用能方。结果表明,分子印迹固相萃取为分离和富集环境污染物中的氯酚类污染物提供新颖的方法。   (2)分别以不同的方法制备的磁性硅灰石为支架材料,采用不同的引发合成方法(热引发和微波合成)制备磁性印迹聚合物。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、能谱(EDS)、热差热重(TGA)和磁性(VSM)等表征手段对聚合物进行一系列表征。以紫外光谱测定和高效液相(HPLC-UV)为检测手段,考察了溶液pH、吸附剂用量、吸附时间等对其吸附性能的影响;采用竞争吸附的方法研究了印迹聚合物在混合溶液中对模板分子的选择性,比较了印迹和非印迹聚合物的吸附容量;并对吸附过程动力学和热力学进行了理论研究分析,得到了印迹聚合物可能的印迹吸附机理。同时文中以模板结构类似物为假模板代替模板分子,有效的解决了模板的渗漏问题。结果表明,印迹聚合物对模板分子表现出良好吸附性能和选择性,同时磁性支架材料的引入,优化了实验过程,提高了分离效率。
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