高岭土及其改性材料表面印迹聚合物选择性吸附双酚A

摘要

双酚A(BPA)是一种典型的内分泌干扰物,能对人体内和动物体内原本营造的正常激素功能施加影响,从而引起内分泌系统众多生理生化功能改变,它严重影响着人类的健康,为了消除其污染,急需一种能从环境中快速分离/富集双酚A的技术。近年来,粘土矿物被广泛的应用于环境维护方面,高岭土是粘土矿物的典型代表,它储量大、价廉,已被普遍认可。本文以廉价的、经过改性的高岭土为支架材料,合成了双酚A的表面印迹聚合物,同时对合成的聚合物采用透射电镜、扫描电镜、红外光谱、热重分析等手段进行了表征,并对它们的吸附特性、选择性和再生性进行了研究。
　　首先合成了牺牲高岭土表面印迹聚合物(S-MIPs):高岭土经改性后作为基质材料,以BPA为模板分子,α-甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酷为交联剂,偶氮二异丁睛为引发剂,采用采用自组装的表面印迹聚合法在非极性溶剂中制备了BPA的印迹聚合物,采用索氏提取洗脱BPA,然后干燥留用。干燥的印迹聚合物置于聚四氟乙烯烧杯中,用HF酸对其浸蚀,将该聚合物的基质材料高岭土去除。利用透射电镜、氮气吸附仪、热重分析对产物进行了表征,表征结果显示,经过HF处理,原印迹聚合物中的高岭土被浸蚀掉了,留下大量孔穴,有利于对BPA的吸附。在静态吸附实验中发现吸附剂用量、溶液初始pH值、温度对吸附效果均有一定影响;S-MIPs吸附BPA的等温线符合Langmuir等温线模型,吸附动力学符合二级动力学模型。竞争实验和再生实验的结果表明S-MIPs具有较好的选择性,可以重复使用。
　　第二种BPA印迹聚合物的合成将表面印迹技术和磁分离技术相结合,合成了以高岭土/Fe3O4复合材料磁性印迹聚合物:首先采用共沉淀的方法制备出高岭土磁性复合材料,经改性后,按照上述方法合成BPA的磁性印迹聚合物。利用SEM、XRD、红外光谱热重热差仪、震动样品磁强计等现代仪器分析技术对产物进行了表征。SEM显示印迹聚合物层成功包裹在高岭土/Fe3O4表面,通过TGA的结果可以算出印迹聚合物层的质量分数为72.51％。磁性印迹聚合物(MMIPs)和磁性非印迹聚合物(MNIPs)吸附BPA的等温线符合Langmuir模型,动力学数据则都符合二级动力学模型。随着温度的升高,动力学速率常数降低,表明吸附为放热反应。解吸附实验结果表明当甲醇、乙酸的体积比为8:2时,解吸附率最高。选择性实验采用HPLC来分析,结果表明MMIPs对BPA的吸附具有选择性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

Contents

第1章 绪 论

1.1双酚A概述

1.2 环境中BPA常用的检测手段

1.3分离/富集双酚A的常用方法

1.4分子印迹技术概述

1.5分子印迹聚合物的性能表征

1.6课题研究意义与内容

第2章 牺牲高岭土表面印迹聚合物选择性吸附水溶液中的BPA

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

第3 章 Fe3O4/高岭土表面印迹聚合物选择性吸附水溶液中的BPA

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.4本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录

致谢