聚苯乙烯-二乙烯苯微球的制备及应用

摘要

微米级多孔聚合物微球是一种新型的功能材料，具有球形度好、比表面积大、骨架密度低、吸附性强、机械强度高等优点，在生物医学、化学、环境保护、催化剂以及电子等领域获得了广范的应用。其中多孔聚苯乙烯-二乙烯苯（PS-DVB）微球除了具有高分子微球的一般特点外，还有物理、化学和热稳定性好、生产成本低、易于进行功能化等优点，是目前应用最多的多孔聚合物微球。 本文采用分散聚合法制备了单分散聚苯乙烯（PS）微球，并对其制备条件进行了优化；以PS微球为种球，采用种子溶胀法，经过种球活化及两步溶胀后加热引发聚合，提取致孔剂得到单分散多孔PS-DVB微球，在此基础上优化了微球的制备条件，并在最优条件下进行了放大实验。扫描电镜（SEM）和BET测试结果表明，PS-DVB微球具有微孔结构，同时具有大量的中孔和大孔结构，匀浆法填装色谱柱后实现了对溶菌酶、细胞色素C和牛血清蛋白的良好分离。 其次，对PS-DVB微球用3-氨基苯硼酸（3-APBA）进行修饰后引入硼酸基团，得到含硼酸的亲和材料（PS-DVB-APBA）。以肌苷为被分析物，测试了PS-DVB-APBA对顺式二羟基化合物的吸附性能，考察了材料的制备pH、吸附缓冲溶液pH、肌苷浓度、吸附时间、吸附温度等因素对该材料吸附性能的影响。结果表明，pH11的条件下制备的硼亲和微球，在最优条件下对肌苷的吸附量达到36.06mg/g。另外，该材料对腺苷和罗汉果糖苷V也有良好的吸附性能，有望在检测生物样品中核苷以及罗汉果糖苷V的分离纯化中发挥积极作用。 最后，分别用3-APBA，聚乙烯亚胺（PEI）、乙二胺四乙酸（EDTA）和二乙烯三胺五乙酸（DTPA）对PS-DVB微球进行修饰，固载氯铂酸后制备了一系列硅氢加成反应多相催化剂。红外、原子吸收和X光电子能谱表征结果均表明铂成功固载于载体上。以1-辛烯与甲基二氯硅烷（DCMS）的硅氢加成反应为模板反应，系统研究了催化剂用量、反应时间、投料顺序、物料摩尔比及反应温度对催化剂活性的影响，并考查了催化剂的重复利用性能。四种催化剂均能有效催化1-庚烯、苯乙烯、1-十二烯、1-十四烯和1-十六烯与DCMS的硅氢加成反应。

目录

声明

第1章 文献综述

1.1 聚苯乙烯-二乙烯苯微球

1.1.1 多孔PS-DVB微球的制备方法

1.1.2 多孔PS-DVB微球的应用

1.2 硼亲和材料发展

1.2.1 常规硼亲和材料

1.2.2 硼亲和整体柱

1.2.3 硼亲和介孔材料

1.2.4 硼亲和纳米颗粒

1.2.5 硼亲和分子印迹聚合物

1.3 硅氢加成反应催化剂

1.3.1 硅氢加成反应

1.3.2 硅氢加成反应催化剂的发展

1.4 本课题的提出及主要研究内容

1.4.1 本课题的提出

1.4.2本课题的主要研究内容

第2章 PS-DVB微球的制备及其在HPLC中的应用

2.1 引言

2.2 实验仪器及材料

2.2.1 实验仪器

2.2.2 实验材料

2.3 实验部分

2.3.1 试剂预处理

2.3.2 微球的制备过程

2.3.3 微球的表征

2.4 微球的制备工艺考察结果与讨论

2.4.1 PS微球的制备工艺考察及结果

2.4.2 PS-DVB微球的制备工艺考察及结果

2.4.3 PS-DVB微球的表征结果

2.5 本章小结

第3章 硼酸亲和材料的制备与应用

3.1 引言

3.2 实验仪器及材料

3.2.1 实验仪器

3.2.2 实验试剂

3.3 实验部分

3.3.1 PS-DVB-APBA微球的制备

3.3.2 PS-DVB-APBA微球的表征

3.3.3 PS-DVB-APBA微球吸附性能的测试

3.4 实验结果与讨论

3.4.1 PS-DVB-APBA微球的制备

3.4.2 PS-DVB-APBA微球的红外表征

3.4.3 PS-DVB-APBA微球吸附性能的测试

3.4.3 PS-DVB-APBA动态吸附性能测试

3.4.4 PS-DVB-APBA微球的选择性吸附

3.4.5 PS-DVB-APBA微球对其他顺式二羟基化合物的吸附

3.5 本章小结

第4章PS-DVB微球为基质的固载铂催化剂的制备与应用

4.1 引言

4.2 实验仪器及材料

4.2.1 实验仪器

4.2.2 实验试剂

4.3 实验部分

4.3.1 PS-DVB-APBA-Pt的制备

4.3.2 PS-DVB-PEI-Pt的制备

4.3.3 PS-DVB-EDTA-Pt的制备

4.3.4 PS-DVB-DTPA-Pt的制备

4.3.5 固载铂催化剂的表征

4.3.6 固载铂催化剂的催化性能验证

4.3.7 固载铂金属催化剂的适用性考察

4.3.8 固载铂金属催化剂的重复使用性能考察

4.4 实验结果与讨论

4.4.1 EDTAD和DTPAD的表征

4.4.2 催化剂的表征

4.4.3 催化产物的表征

4.4.4 催化剂用量的影响

4.4.5 反应时间的影响

4.4.6 投料顺序的影响

4.4.7 物料摩尔比的影响

4.4.8 反应温度的影响

4.4.9 适用性测试

4.4.10重复性测试

4.5 本章小节

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

发表论文情况说明

致谢