碳基双酚A温敏性分子印迹聚合物的制备及其吸附性能测试

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:wooicheang
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分子印迹聚合物(MIPs)是采用分子印迹技术(MIT)制备且能够特异识别目标分子的形状、大小和特定官能团的一种新型智能高分子材料。在最近十几年,人们对MIPs的制备方法和应用领域方面的研究成果斐然,也因此激发了越来越多的研究者对分子印迹技术的探索,研究者开始在MIPs上加入了智能特性如磁性、温敏性、以及光响应性、双模板分子。本论文以水环境中危害人类健康的双酚A(BPA)为模板分子,以具有化学、物理、热稳定性能的碳球为基体,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为温敏单体,采用两种方法,设计合成两种双酚A温敏性分子印迹聚合物(BPA-C@T-MIP),并对BPA-C@T-MIP的吸附性能、选择、再生性能进行了系列研究。本论文主要包括以下三个方面:(1)以绿色有机单糖葡萄糖为原料,采取水热法制得水热碳球(CSs),考察了温度(170℃、180℃、190℃)、时间(16 h、18 h、20 h)和浓度(0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L)对CSs形貌和表面官能团的影响,通过扫描电镜、红外仪器、热重等表征手段,得出了最优反应条件,180℃、18h、葡萄糖浓度0.2mol/L。碳球具有独特的结构和优良的物化性能,水热反应制备的碳球表面具有含氧官能团,然后对CSs进行乙烯基功能化后,将C=C双键接枝到了碳球表面,为后续制备分子印迹聚合物奠定基础。(2)采用两步法在碳球表面制备温敏性分子印迹聚合物。在上述乙烯基功能化碳球的基础上,以NIPAM为温敏单体、过硫酸钾(KPS)为引发剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,在碳球表面接枝上了温敏单体;接着在引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)条件下与模板分子BPA键合,制备了双酚A温敏性分子印迹聚合物,通过SEM、FT-IR、TG等表征手段分析了其形貌、结构,然后对其制备的BPA-C@T-MIP进行吸附性能测试,根据吸附数据得出所符合的吸附模型,然后分析其吸附机理。(3)采用一步法将乙烯基功能化CSs、模板分子BPA、温敏单体NIPAM、引发剂AIBN、交联剂EGDMA溶于一起,进行温敏性分子印迹聚合物的制备。通过两种方法制备的BPA-C@T-MIP进行对比,得出两者对BPA的吸附量相近,而一步法操作简便,于是在一步法制备中添加辅助功能单体2-乙烯吡啶(2-VP),来提高印迹效率,考察了温敏单体NIPAM与2-VP的配比(NIPAM/2-VP)对BPA-C@T-MIP的形貌和性能的影响。通过表征手段,得到最佳投料量:0.1 g乙烯基功能化碳球,1 mmol BPA:NIPAM/2-VP(2.5 mmol/1.5 mmol),0.07 g AIBN,10 mmol EGDMA。分析结果表明该BPA-C@T-MIP具有温敏性和较高的吸附量。
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