分子印迹技术去除水中的内分泌干扰物乙草胺的研究

论文摘要

分子印迹聚合物在近年来发展非常迅速,无论是在化学传感器领域还是在水处理领域,其应用前景都非常广泛。其中在给水处理领域,处理内分泌干扰污染为印迹聚合物的选择识别研究提供了一个全新的平台。本文利用光谱分析来优化内分泌干扰物乙草胺的印迹聚合体系。模板分子和功能单体之间以非共价键为基础的键合是印迹成功的关键因素,为了确认识别机制实验使用核磁共振谱图和紫外谱图联合分析了不同功能单体和模板分子的预聚合过程,利用化学位移和吸光度的不同变化来选择合成乙草胺印迹聚合物最合适的功能单体。研究结果表明功能单体甲基丙烯酸与模板分子乙草胺具有较强的相互作用。通过Job法作图来进行模板分子和功能单体的最佳配比优化。实验中,乙草胺和甲基丙烯酸配合的最大结合点出现在摩尔分数等于0.6处,即模板分子和功能单体物质的量为1:2时。以二乙烯基苯为交联剂,以甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酰胺作为功能单体,应用沉淀聚合法制备乙草胺的印迹聚合物。研究了其在水中的吸附性能;并测试了水中pH、竞争化合物和重复使用对印迹聚合物吸附性的影响;利用扫描电镜对聚合物的表观形态和结构进行了表征;吸附结果也通过红外谱图、热重分析和EDS能谱进行了表征。吸附实验结果表明以甲基丙烯酸为功能单体制备的乙草胺印迹聚合物具有高效选择性和高吸附能力,同时具有两类吸附点。这一结果与光谱分析得到的结论一致。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 水环境的污染现状
• 1.2 水环境中的分泌干扰物
• 1.2.1 内分泌干扰物
• 1.2.2 内分泌干扰物的分类和来源
• 1.2.3 内分泌干扰物的特点
• 1.2.4 内分泌干扰物对生物体的危害
• 1.2.5 水环境中的内分泌干扰物
• 1.2.6 常用的内分泌干扰物去除技术
• 1.3 分子印迹技术
• 1.3.1 分子印迹技术概述
• 1.3.2 分子印迹技术基本理论
• 1.3.3 分子印迹技术分类
• 1.3.4 国内外研究现状
• 1.4 课题的研究背景与意义
• 1.4.1 课题的研究背景
• 1.4.2 研究目的和意义
• 1.5 课题研究的主要内容
• 第2章 实验方法
• 2.1 实验仪器及试剂
• 2.1.1 实验仪器和设备
• 2.1.2 实验试剂
• 2.2 实验及测试
• 2.2.1 印迹聚合物的制备方法
• 2.2.2 沉淀法制备印迹聚合物微球
• 2.2.3 印迹聚合物的表征及测试
• 第3章 优化印迹体系研究
• 3.1 引言
• 3.1.1 功能单体的选择
• 3.1.2 模板分子与功能单体的配比
• 3.2 印迹聚合物分子特性识别的光谱研究
• 3.2.1 氢核磁共振谱图分析
• 3.2.2 不同功能单体的紫外光谱分析
• 3.3 优化模板分子和功能单体配比研究
• 3.3.1 等摩尔连续变换法（Job法）分析
• 3.3.2 差示紫外光谱研究
• 3.4 本章小结
• 第4章 乙草胺印迹聚合物的制备及性能
• 4.1 沉淀聚合法制备乙草胺印迹聚合物
• 4.1.1 印迹聚合物的制备
• 4.1.2 聚合条件的优化
• 4.2 印迹聚合物性能研究
• 4.2.1 不同功能单体印迹聚合物的吸附性能测试
• 4.2.2 pH值的影响
• 4.2.3 重复洗脱的影响
• 4.2.4 吸附选择性研究
• 4.2.5 Scatchard方程分析
• 4.2.6 吸附等温线分析
• 4.3 印迹聚合物的表征
• 4.3.1 热重-差热法表征
• 4.3.2 傅立叶变换红外光谱表征
• 4.3.3 印迹聚合物的扫描电镜表征
• 4.3.4 EDS能谱表征
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢