苯酚分子印迹聚合物的制备及其性能研究

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苯酚是有毒且致癌的有机物,产生于各种工业生产领域,苯酚存在于水体中会对人类和生存环境造成极大危害,因此建立高效快速的检测和分离手段十分必要。本文利用分子印迹技术,结合膜分离技术、金属离子配位作用和磁性材料制备了三种苯酚分子印迹聚合物(膜)用于苯酚的监测和吸附。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)等测试方法对所制备的印迹聚合物(膜)的结构和性能进行了表征,对吸附性能进行研究。首先,以苯酚为模板分子,制备苯酚分子印迹膜MIM,通过正交试验得出了最佳的制备MIM的条件:n(苯酚):n(4-VP):n(EGDMA)=1:4:20,以尼龙膜为基膜。在该条件下制备的MIM对于苯酚的吸附4h达到平衡,最大吸附量为0.306μmol/cm2。渗透性和选择渗透性实验表明了MIM对于苯酚具有较高的选择性和特异识别性。其次,以苯酚-Zn(Ⅱ)为模板分子,制备Zn(Ⅱ)配位苯酚分子印迹聚合物MIP-Zn(Ⅱ)。利用UV、FT-IR得出了苯酚与Zn(Ⅱ)配位印迹过程。吸附实验得出MIP-Zn(Ⅱ)最大吸附量为27.65μmol/g。对不同底物和不同阴阳离子做介质时对MIP-Zn(Ⅱ)吸附性能的研究表明,MIP-Zn(Ⅱ)对苯酚-Zn(Ⅱ)配合物有较强的吸附能力,说明金属离子印迹聚合物适用于极性溶剂。最后,以Fe3O4为磁性中心,以苯酚为模板分子,制备了苯酚磁性分子印迹聚合物Fe3O4@MIP。采用XRD、FT-IR、SEM、TEM、VSM对Fe3O4@MIP的晶型、形貌、磁性进行了表征,得出制备的Fe3O4@MIP具有反尖晶石结构和超顺磁性。通过吸附实验及其吸附模型分析,Fe3O4@MIP的最大吸附量为25.62μmol/g。其吸附模型符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程。
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