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双酚A表面分子印迹聚合物的制备、性能及应用研究

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摘要

双酚A(BPA)作为一种熟知的具有内分泌干扰作用的类雌性激素,可通过环境、饮食等途径使人们遭受直接或潜在的健康风险。因此检测监控食品饮料样品中的双酚A对保障人体健康具有重要意义。但双酚A在饮料等样品中的浓度极低,在分析测定前需要对待测样品富集分离,因此发展快速、吸附量大、可重复利用率高、选择性好的特定分离富集材料十分必要。本文旨在研究BPA的两种分子印迹聚合物的制备方法及性能,及将其作为固相萃取的新型填料应用于复杂样品中痕量BPA的富集分离,并建立了分子印迹-固相萃取-高效液相色谱测定水样、饮料中BPA的新方法。主要研究结果如下:
  以四溴双酚A为虚拟模板、4-乙烯基吡啶为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂、介孔MCM-48纳米球作“纳米反应器”及硬模板,运用浸渍策略和刻蚀技术制备中空多孔虚拟分子印迹聚合物(HPDMIP)。通过傅立叶红外光谱、扫描电镜、热重、氮气吸附脱附、透射电镜等表征方法对制备的印迹聚合物的物理形貌、化学特性等进行了表征。
  对合成的HPDMIP进行了吸附性能评价,结果表明该印迹聚合物对双酚A具有较高的吸附容量(Qmax为445μmol g-1)、快的吸附速率(15 min接近95%)以及可多次重复利用(重复利用6次后的回收率大于90%)等特点;吸附机理研究表明,在中空多孔虚拟印迹聚合物HPDMIP中存在着两种结合位点;将制备的中孔虚拟模板印迹聚合物应用于固相萃取,并以此建立了DHPMIP-SPE-HPLC测定环境水样中BPA的新方法,方法的加标水样的回收率在95~105%之间,相对标准偏差(RSD)小于6%,检测限为3 ng mL-1。
  利用水热法合成磁性纳米粒子为载体,以正硅酸乙酯(TEOS)为交联剂,双酚A为印迹模板,3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为功能单体,一步法直接合成了磁性硅胶表面分子印迹。通过红外光谱、透射电镜、扫描电镜、磁性分析等对该材料的性质进行了表征,评价了该合成材料的吸附性能。结果表明:合成的磁性硅胶表面分子印迹对BPA有较大的吸附容量(280μmol g-1),及较快的吸附速率。将制备的聚合物材料用于磁性固相萃取,用于富集分离饮料中痕量BPA,并结合高效液相色谱(HPLC)技术,建立了测定水果及饮料中BPA的新方法。系统优化了萃取过程中萃取剂用量、洗脱剂种类、等对萃取效果的影响,研究表明,最大萃取体积可达800 mL。在BPA类似物共存条件下,磁性硅胶表面分子印迹表现出对BPA高的选择性萃取效果和重复利用率;建立的磁性固相萃取-高效液相色谱法用于水果及饮料中BPA的测定方法,方法的线性范围为5.7~2280 ng mL-1,相关系数大于0.999,BPA的检测限为3 ng mL-1。加标法测定饮料样品中的BPA回收率在93.5~110.3%之间。

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