兩步印跡法構(gòu)建多孔印跡聚合物選擇性吸附三氟氯氰菊酯和銅離子的研究.pdf

1、隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，水體中有機(jī)物與重金屬離子形成的伴生型污染日益增加。三氟氯氰菊酯（LC）是一種常見的有機(jī)農(nóng)藥，Cu(II)是重金屬離子的典型代表之一，對(duì)水體均有危害。近年來(lái)研究表明，當(dāng)LC與Cu(II)共存時(shí)會(huì)加劇有害程度，進(jìn)而破壞生態(tài)環(huán)境，威脅人類健康。吸附分離法是一種成本低廉、操作簡(jiǎn)單的去除污染物的有效方法之一。Pickering高內(nèi)相乳液（HIPEs）模板法制備的多孔材料具有密度低、比表面高、孔隙率高及滲透性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種理

2、想的吸附劑。分子/離子印跡技術(shù)制備的分子/離子印跡聚合物能特異性識(shí)別目標(biāo)物，可用于環(huán)境中有害污染物的選擇性去除。
　　本工作通過(guò)兩步印跡法和Pickering乳液模板法制備了三類具有雙重識(shí)別位點(diǎn)的多孔印跡聚合物，并以LC和Cu(II)為模型污染物，詳細(xì)研究了多孔印跡聚合物的選擇性吸附分離行為和機(jī)理。詳細(xì)工作如下：
　?。?）多孔分子印跡聚合物的制備及其選擇性吸附分離三氟氯氰菊酯的行為與機(jī)理研究
　　首先利用沉淀聚合在乙

3、烯基改性的埃洛石納米管表面包覆一層厚度和表面潤(rùn)濕性可控的分子印跡聚合物（MIPs），過(guò)程中選用的單體為中等疏水的單體甲基丙烯酸甲酯，模板分子為L(zhǎng)C，隨后以此為穩(wěn)定粒子，少量Hypermer2296為輔助乳化劑，制備了內(nèi)相比為85.03％的穩(wěn)定的Pickering HIPEs模板，連續(xù)相中引入引發(fā)劑偶氮二異丁腈、功能單體丙烯酰胺和甲基丙烯酸、模板分子LC后，然后經(jīng)熱引發(fā)的自由基聚合，得到多孔分子印跡聚合物泡沫（MIPFs），并以此為吸附劑

4、用于選擇性吸附分離LC。表征結(jié)果表明通過(guò)增加埃洛石納米管表面MIPs印跡殼層的厚度可以提高M(jìn)IPs納米粒子表面的疏水性，而采用相應(yīng)納米粒子作為乳液模板穩(wěn)定粒子得到的MIPFs的交聯(lián)孔數(shù)量也持續(xù)降低直至形成閉孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)平均孔徑從10μm增加到28μm。吸附實(shí)驗(yàn)表明最優(yōu)化方案制得的MIPFs對(duì)LC具有高吸附量、快速的動(dòng)力學(xué)以及出色的選擇性識(shí)別能力。該方法解決了納米印跡聚合物固液分離困難的問(wèn)題同時(shí)也克服了傳統(tǒng)乳液模板中穩(wěn)定粒子沒有特異性吸附

5、能力的缺陷。
　?。?）多孔離子/分子印跡聚合物的制備及其選擇性吸附分離三氟氯氰菊酯和銅離子的行為與機(jī)理研究
　　首先以N-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷（DAMO）為配體，以表面離子印跡聚合在尺寸為150 nm二氧化硅表面包覆一層銅離子印跡聚合物；隨后以制備的銅離子印跡聚合物為穩(wěn)定粒子，少量Hypermer2296為輔助乳化劑，制備了內(nèi)相比為83.61%的穩(wěn)定的Pickering HIPEs模板，在連續(xù)相中加入引發(fā)劑偶氮二

6、異丁腈、功能單體丙烯酰胺和甲基丙烯酸、模板分子LC后，熱引發(fā)自由基聚合得到了多孔的離子/分子印跡聚合物（I-MIPs）并以LC和Cu(II)為模板型污染物研究了選擇性吸附分離的行為和機(jī)理。靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，25 oC時(shí)I-MIPs對(duì)LC和Cu(II)吸附平衡數(shù)據(jù)均符合Langmuir等溫模型，擬合曲線相關(guān)性系數(shù)值R2分別為0.984和0.998，且最大單分子層吸附容量分別為183.53μmol L-1和136.23μmol L-1。

7、I-MIPs吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)均符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，擬合曲線相關(guān)性系數(shù)值R2分別為0.985和0.998。選擇性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明I-MIPs對(duì)LC和Cu(II)具有特異性識(shí)別和選擇性吸附的能力。該方法解決了印跡位點(diǎn)包埋過(guò)深的問(wèn)題。
　　（3）孔道填充型多孔分子/離子印跡聚合物的制備及其選擇性吸附分離三氟氯氰菊酯和銅離子的行為與機(jī)理研究
　　首先以乙烯基改性的二氧化硅（尺寸約為160 nm）為穩(wěn)定粒子，少量Hypermer2296為

8、輔助乳化劑，連續(xù)相中加入功能單體丙烯酰胺和甲基丙烯酸，引發(fā)劑偶氮二異丁腈，骨架單體對(duì)氯甲基苯乙烯（VBC）后，構(gòu)建了內(nèi)相比為83.6%的Pickering HIPEs模板，經(jīng)熱引發(fā)聚合，得到了多級(jí)孔分子印跡聚合物泡沫引發(fā)劑（MIPFIs），接著以4-乙烯基吡啶（4-VP）為配體，通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合引發(fā)的孔填充技術(shù)，在MIPFIs的大孔孔道表面，成功接枝了離子印跡聚合物（IIPs），獲得了具有LC與Cu(II)印跡位點(diǎn)的多孔分子/離子