本文關(guān)鍵詞：碳基雙酚A溫敏性分子印跡聚合物的制備及其吸附性能測試

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【摘要】：分子印跡聚合物(MIPs)是采用分子印跡技術(shù)(MIT)制備且能夠特異識別目標(biāo)分子的形狀、大小和特定官能團的一種新型智能高分子材料。在最近十幾年,人們對MIPs的制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域方面的研究成果斐然,也因此激發(fā)了越來越多的研究者對分子印跡技術(shù)的探索,研究者開始在MIPs上加入了智能特性如磁性、溫敏性、以及光響應(yīng)性、雙模板分子。本論文以水環(huán)境中危害人類健康的雙酚A(BPA)為模板分子,以具有化學(xué)、物理、熱穩(wěn)定性能的碳球為基體,N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)為溫敏單體,采用兩種方法,設(shè)計合成兩種雙酚A溫敏性分子印跡聚合物(BPA-C@T-MIP),并對BPA-C@T-MIP的吸附性能、選擇、再生性能進行了系列研究。本論文主要包括以下三個方面:(1)以綠色有機單糖葡萄糖為原料,采取水熱法制得水熱碳球(CSs),考察了溫度(170℃、180℃、190℃)、時間(16 h、18 h、20 h)和濃度(0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L)對CSs形貌和表面官能團的影響,通過掃描電鏡、紅外儀器、熱重等表征手段,得出了最優(yōu)反應(yīng)條件,180℃、18h、葡萄糖濃度0.2mol/L。碳球具有獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的物化性能,水熱反應(yīng)制備的碳球表面具有含氧官能團,然后對CSs進行乙烯基功能化后,將C=C雙鍵接枝到了碳球表面,為后續(xù)制備分子印跡聚合物奠定基礎(chǔ)。(2)采用兩步法在碳球表面制備溫敏性分子印跡聚合物。在上述乙烯基功能化碳球的基礎(chǔ)上,以NIPAM為溫敏單體、過硫酸鉀(KPS)為引發(fā)劑、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)為交聯(lián)劑,在碳球表面接枝上了溫敏單體;接著在引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)、交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)條件下與模板分子BPA鍵合,制備了雙酚A溫敏性分子印跡聚合物,通過SEM、FT-IR、TG等表征手段分析了其形貌、結(jié)構(gòu),然后對其制備的BPA-C@T-MIP進行吸附性能測試,根據(jù)吸附數(shù)據(jù)得出所符合的吸附模型,然后分析其吸附機理。(3)采用一步法將乙烯基功能化CSs、模板分子BPA、溫敏單體NIPAM、引發(fā)劑AIBN、交聯(lián)劑EGDMA溶于一起,進行溫敏性分子印跡聚合物的制備。通過兩種方法制備的BPA-C@T-MIP進行對比,得出兩者對BPA的吸附量相近,而一步法操作簡便,于是在一步法制備中添加輔助功能單體2-乙烯吡啶(2-VP),來提高印跡效率,考察了溫敏單體NIPAM與2-VP的配比(NIPAM/2-VP)對BPA-C@T-MIP的形貌和性能的影響。通過表征手段,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。分析結(jié)果表明該BPA-C@T-MIP具有溫敏性和較高的吸附量。
【關(guān)鍵詞】：分子印跡聚合物 溫敏性 碳球 聚合 吸附
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O631.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 文獻綜述11-27
• 1.1 雙酚A概述11-12
• 1.2 溫敏性分子印跡技術(shù)12-20
• 1.2.1 溫敏性分子印跡技術(shù)的基本原理13-15
• 1.2.2 溫敏性分子印跡聚合物的制備方法15-17
• 1.2.3 溫敏性分子印跡技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用17-20
• 1.3 碳球20-24
• 1.3.1 碳球的概述20
• 1.3.2 碳球的制備方法20-22
• 1.3.3 碳球在各領(lǐng)域的應(yīng)用22-24
• 1.4 研究背景和研究內(nèi)容24-27
• 1.4.1 研究背景24-25
• 1.4.2 研究內(nèi)容25-27
• 第二章 碳球的制備及表面乙烯基功能化27-41
• 2.1 引言27
• 2.2 實驗部分27-31
• 2.2.1 實驗原料與試劑27-28
• 2.2.2 實驗設(shè)備與儀器28
• 2.2.3 實驗步驟28-30
• 2.2.4 結(jié)構(gòu)表征30-31
• 2.3 結(jié)果與討論31-39
• 2.3.1 制備條件對碳球形貌、結(jié)構(gòu)的影響31-35
• 2.3.2 退火前后碳球在溶劑中的分散性35-36
• 2.3.3 碳球表面乙烯基功能化36-39
• 2.3.4 乙烯基功能化機理分析39
• 2.4 本章小結(jié)39-41
• 第三章 兩步法制備雙酚A溫敏性分子印跡聚合物及吸附性能測試41-63
• 3.1 引言41
• 3.2 實驗部分41-46
• 3.2.1 實驗原料與試劑41-42
• 3.2.2 實驗設(shè)備與儀器42
• 3.2.3 實驗步驟42-44
• 3.2.4 溫敏性分子印跡聚合物的吸附性能測試44-46
• 3.3 結(jié)果與討論46-61
• 3.3.1 制備CSs@PNIPAM46-49
• 3.3.2 不同制備條件對BPA-C@T-MIP的影響49-54
• 3.3.3 BPA-C@T-MIP的吸附性能測試54-61
• 3.4 本章小結(jié)61-63
• 第四章 一步法制備碳基雙酚A溫敏性分子印跡聚合物及吸附性能測試63-77
• 4.1 引言63
• 4.2 實驗部分63-65
• 4.2.1 實驗原料與試劑63-64
• 4.2.2 實驗設(shè)備與儀器64
• 4.2.3 實驗步驟64-65
• 4.3 結(jié)果與討論65-76
• 4.3.1 一步法制備BPA-C@T-MIP的形貌分析65-67
• 4.3.2 一步法、兩步法吸附性能對比67-68
• 4.3.3 不同階段的結(jié)構(gòu)分析68-70
• 4.3.4 BPA-C@T-MIP的溫敏性測試70-71
• 4.3.5 BPA-C@T-MIP的吸附性能測試71-76
• 4.4 本章小結(jié)76-77
• 第五章 結(jié)論與建議77-79
• 5.1 結(jié)論77
• 5.2 建議77-79
• 參考文獻79-87
• 致謝87-89
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文89

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