镉（Ⅱ）-8-羟基喹啉分子印迹聚合物微球的合成及吸附性能研究

通过紫外光谱分析可知Cd2+与8-羟基喹啉(8-HQ)可以形成1∶1型的稳定络合物,根据此比例以Cd2+模板分子,8-羟基喹啉为配体,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二丙烯酸甲酯(EGDMA)为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,通过W/O/W乳液聚合法制备了Cd2+分子印迹聚合物微球(MIP).研究了乳化剂、致孔剂和外水相用量对印迹聚合物微球的形貌的影响,SEM结果显示在选定的条件下合成的MIP微球的粒径为1~3μm,并且粒径较为均匀,分散性较好;对比了几种不同条件下合成的MIP对Cd2+的吸附性能;研究了溶液pH值,吸附时间,初始浓度和温度对MIP Cd2+吸附容量的影响.实验结果表明MIP对Cd2+的吸附和解吸具有较快的传质速度,表现出较好的吸附能力,因此可考虑将该吸附剂用于废水中的Cd2+吸附与去除.     

可见光下掺氮TiO_2分子印迹聚合物的选择性光降解

采用表面分子印迹技术,以溶胶-凝胶法制备的掺氮TiO_2为基质、水杨酸为模板分子、甲基丙烯酸为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二异丁腈分别为交联剂和引发剂制备了掺氮TiO_2分子印迹聚合物。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见光漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)和低温N2物理吸附-脱附等技术对制备样品进行了表征。结果表明,样品均为锐钛矿相,粒径10~20 nm且分布均匀;氮掺杂引起光吸收带边红移;表面分子印迹技术在掺氮TiO_2表面形成的有机聚合物层增大了粒径,但改变了回滞环形状及孔径分布,形成了大量孔径为2.2 nm的小孔并增大了比表面积;可见光下对水杨酸、甲基橙、苯甲酸的降解选择系数在1.1~1.7之间,具有良好的选择性。     

内分泌干扰物17β-雌二醇荧光分子印迹识别方法

17β-雌二醇是近年来人们最为关注的重要内源性内分泌干扰物,它对生态系统和人体健康会产生一定的危害.采用分子印迹技术,通过丹磺酰氯与17β-雌二醇反应,合成出17β-雌二醇荧光标记物;建立了微球法合成17β-雌二醇荧光标记化合物分子印迹微球聚合物的方法,所获得的微球粒径均匀,平均为300～400 nm;分子印迹微球聚合物在不同极性溶剂中对17β-雌二醇荧光标记化合物的结合常数顺序为乙腈＞甲醇＞水＞二氯甲烷,其结合量的差异并不显著,平均值为9.74μmol/g.该分子印迹微球聚合物可用于对复杂介质中17β-雌二醇的快速、简便检测.      

分子印迹固相萃取测定天然海水中的三苯甲烷类杀菌剂

分别以结晶紫(CV)和孔雀石绿(MG)为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDGMA)为交联剂,本体聚合法合成了印迹聚合物。运用扫描电镜和紫外光谱法分别对聚合物进行表征和识别机理的探索;采用静态平衡吸附实验研究了聚合物的结合特征及其对底物的选择性;以印迹聚合物为填料制备固相萃取柱,结合高效液相色谱分析了三份天然海水样品。结果表明:模板分子与功能单体之间形成1∶1络合物,印迹聚合物中的特异性立体空穴对模板分子的吸附能力要明显高于非印迹聚合物;自制固相萃取柱能够从天然海水中选择性的分离富集三苯甲烷类杀菌剂,在一号水样中检出CV和MG,浓度分别为0.92 ng/mL和1.30 ng/mL,二号水样中检出CV,浓度为0.52 ng/mL。     

多壁碳纳米管表面共价偶联分子印迹聚合物及其对水中双酚A的吸附性能

通过羧化、酰氯化、酰胺化反应在多壁碳纳米管(MWCNTs)表面引入不饱和侧链(－CH＝CH2),然后以双酚A(BPA)为模板分子,4-乙烯吡啶(4-VP)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,在MWCNTs－CH＝CH2表面制备一种新型的分子印迹聚合物纳米材料.采用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析对制备吸附剂(MWCNTs@BPA-MIPs)的结构与形态进行了表征且证实有一层稳定的分子印迹聚合物(MIPs)接枝在MWCNTs的表面通过平衡结合实验与斯卡查德(Scatchard)分析证实了印迹聚合物的吸附性质.结果证实,BPA的吸附容量高达123.8 mg·g-1,而且与模板分子BPA的类似物双酚C(BPC)和邻硝基酚(o-NP)比较,MWCNTs@BPA-MIPs对BPA具有更好的选择性和更快的吸附动力学特性.     

磁性分子印迹聚合物的制备及在环境领域中的应用

磁性分子印迹聚合物是近年发展起来的一种新型多功能材料,具有良好的超顺磁性和高选择性特征。磁性分子印迹聚合物可以在外加磁场的作用下进行分离,从而达到主动识别和方便分离的目的。本文综述了磁性分子印迹聚合物微球的制备方法和环境领域中的应用,并提出了存在的问题和发展趋势。     

磁性炭微球表面印迹吸附材料的制备及其对氨苄西林识别与选择性吸附

以核桃壳为原料,利用溶剂热法制备了磁性炭微球(MCMs),结合表面印迹技术制备了基于MCMs的磁性炭微球表面分子印迹材料(MMIPs).通过FT-IR、TGA、VSM和TEM等表征手段对其理化性能进行了表征,结果表明MMIPs为球形,印迹聚合层厚度50~80 nm,具有热稳定性和磁稳定性.采用吸附实验研究了MMIPs对AMP的识别与选择性吸附性能.Langmuir等温模型能较好地描述MMIPs对AMP的吸附平衡数据,25℃时MMIPs的单分子层最大吸附容量为40.96 mg·g-1.准二级动力学模型能较好的描述MMIPs对AMP吸附动力学行为.选择性分析结果表明,MMIPs对AMP具有较好地选择识别性,并且MMIPs可以循环使用5次.结合高效液相色谱分析技术,MMIPs已成功应用于牛奶样品中痕量AMP的分离、富集和回收,AMP的回收率为92.78%.     

磁性分子印迹聚合物制备及其对环境水样中雌二醇的特异性吸附性能研究

以正硅酸乙酯包覆、硅烷偶联剂MPS改性的Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4@SiO_2@MPS纳米粒子为磁核,以雌二醇(E_2)为模板分子、丙烯酰胺为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂、偶氮二异丁腈为引发剂,合成雌二醇核壳微球型磁性分子印迹聚合物(E_2-MMIPs),采用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)以及振动样品磁强计(VSM)对E_2-MMIPs样品的表面形貌、微结构、磁性质等进行表征,并将E_2-MMIPs应用于实际环境水样中,探讨其对实际水样中E_2的选择性识别和特异性吸附性能。结果表明:E_2-MMIPs的形貌规则、分布均匀、热稳定性好,可以达到回收利用的磁性要求;E_2-MMIPs对环境水样中E_2具有较高的选择性吸附性能,其对E_2的吸附量大于非磁性分子印迹聚合物的吸附量,最高吸附量可达到23.83 mg/g,并可应用于实际废水中有效识别E_2。     

聚(丙烯酰胺-二乙烯基苯)对水溶液中刚果红的吸附

通过丙烯酰胺(AM)与二乙烯基苯(DVB)交联聚合制备聚(丙烯酰胺-二乙烯基苯)[Poly(AM-co-DVB)],并对其物理化学性质和吸附性能进行了详细研究.通过FT-IR、TG、SEM研究了该聚合物的结构与热稳定性,考察了Poly(AM-co-DVB)对刚果红的吸附性能与吸附规律,探讨了溶液p H、时间、温度对吸附过程的影响以及AM用量对聚合物吸附性能的影响.结果表明,在p H为7.25,时间为3 h,Poly(AM-co-DVB)对刚果红的最大吸附容量可达319.1 mg·g-1.其吸附等温线符合Langmuir模型,吸附动力学过程符合假二阶方程且吸附热力学表明吸附行为是自发的过程.Poly(AM-co-DVB)对刚果红具有优越的吸附性能.     

核-壳表面磁性印迹聚合物的制备及其对水中双酚A的特异性去除

采用表面印迹技术制备了核-壳结构的磁性分子印迹聚合物(Fe3O4@SiO2-MIPs),在外磁场作用下该吸附剂很容易实现固-液分离.采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对产物的结构进行了表征.通过平衡吸附实验与斯卡查德(Scatchard)分析证实了Fe3O4@SiO2-MIPs对双酚A的吸附选择性.Freundlich模型拟合吸附等温线的相关系数R2=0.995 2;准二级动力学模型很好地拟合了吸附动力学,相关系数R2达到了0.999 9.在弱酸性条件下,制备的印迹材料表现出高吸附效率和快速的吸附动力学,达到90%的去除率仅需40 min;各种离子的存在不影响双酚A的吸附率;与非印迹聚合物(Fe3O4@SiO2-NIPs)比较,Fe3O4@SiO2-MIPs对湖水中加标的双酚A表现出显著的亲和性;7次的重复使用而性能没有明显下降证明了Fe3O4@SiO2-MIPs的可重复使用性.     

改性氧化石墨烯/壳聚糖功能材料对刚果红的吸附研究

以氧化石墨烯(GO)和壳聚糖(CS)为前体物,以乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)为表面改性剂,制备了一种新型改性氧化石墨烯/壳聚糖功能材料(GEC),并将此材料作为吸附剂用于水中刚果红的吸附去除,探讨了时间、pH值、吸附剂投加量、温度及初始浓度对GEC吸附去除刚果红的影响.结果表明,GEC对水中刚果红具备良好的吸附能力,且在pH=2~12的范围内都具有较佳的吸附效果.GEC对刚果红的吸附动力学可以较好地用伪二级动力学模型进行描述,其吸附数据可应用Langmuir吸附等温模型进行拟合,其吸附过程是自发的吸热反应过程.根据Langmuir模型计算得到GEC室温条件下最大吸附量为175.43 mg·g~(-1).用2 mol·L~(-1)NaOH溶液在60℃水浴条件下对GEC进行脱附再生实验,在重复循环利用6次后,GEC对刚果红的吸附量仅下降了5.89%,刚果红的去除率仍保持在88%以上.以上结果表明,GEC适合作为一种有效的吸附剂去除水中刚果红.     

Zn/Ni/Cu-BTC强化吸附刚果红性能研究

运用水热合成法制备了一种新型三金属单配体多孔材料Zn/Ni/Cu-BTC,运用氮气吸脱附、扫描电镜、X射线衍射等对材料进行了表征.研究了其常温常压条件下（25℃,1atm）静态吸附刚果红的性能.结果表明,由于三金属不饱和配位点的协同效应导致刚果红在Zn/Ni/Cu-BTC多孔材料上的吸附容量从630mg/g增加到1250mg/g,增加了98.4%.准二级动力学模型和Langmuir吸附模型较好地描述了Zn/Ni/Cu-BTC对刚果红的吸附行为.     

BiOBr分子印迹材料的制备及其降解诺氟沙星性能

为了有效处理低浓度抗生素残留废水,以水热法制备的BiOBr为载体,诺氟沙星（NOR）为模板,通过表面分子印迹法制备了BiOBr分子印迹材料（MIP）.同时,采用SEM与XRD对制备的材料进行相分析及显微结构分析,并利用XPS、FTIR、BET和UV-Vis DRS对所合成材料的微观结构进行观察.最后,以诺氟沙星（NOR）为目标污染物,对MIP在暗反应下的吸附性能及300 W Xe灯照射下的光催化性能进行测定,并探讨pH、投加量、初始浓度、是否印迹处理对NOR去除的影响.实验结果表明,在pH为中性,MIP投加量为2.5 g·L^-1的条件下,MIP对5 mg·L^-1 NOR溶液的去除率达到96.2%,且对低浓度（1 mg·L^-1）NOR溶液的去除率达到99%.综合表明,本文所制备的MIP适用于低浓度诺氟沙星废水的处理.     

硫酸根自由基对活性炭吸附刚果红的影响

本研究通过研究硫酸根自由基（SO₄^-·）对活性炭吸附性能的影响来探究SO₄^-·活化再生活性炭的可行性.结果证实,当刚果红溶液浓度为100mg/L,活性炭加入量为1.25g/L时,活性炭对刚果红的吸附量为62mg/g.体系pH值、KH₂PO₄和K₂HPO₄对活性炭吸附刚果红效果影响较小.当体系中过硫酸钠加入量为刚果红浓度的12倍时,过硫酸钠联合活性炭对刚果红去除率仅比活性炭单独吸附的对照处理提高5%;然而,在水浴锅加热条件下,70℃热活化过硫酸钠在30~120min对刚果红的去除率可达94%~99%;70℃热活化过硫酸钠联合活性炭处理在对应时间段对刚果红的去除率为91%~94%,紫外光活化过硫酸钠联合活性炭处理在对应时间段对刚果红的去除率仅为86%~90%.由此可知,热活化和紫外光活化过硫酸盐产生SO₄^-·对活性炭的吸附性能影响较小,基于硫酸根自由基的高级氧化技术再生活性碳的可能性不大.     

纳米片层状ZSM-5分子筛制备及其对室内环境VOCs吸附性能

合成了1种新型分子结构的bola型表面活性剂,并以其为模板,以正硅酸乙酯、偏铝酸钠为硅源和铝源,按n（NaOH）∶n（NaAlO₂）∶n（SiO₂）∶n（SDA）∶n（H₂O）为30∶2.5∶120∶5∶4800进行配比,采用水热法制备出具有纳米片层结构的ZSM-5分子筛（H-ZSM-5）。采用扫描电镜、透射电镜、X射线和N₂吸脱附等技术表征所制备的片层ZSM-5分子筛。对传统ZSM-5、H-ZSM-5进行了甲醛分子静态吸附实验,发现H-ZSM-5分子筛静态吸附量显著高于传统微孔ZSM-5。采用较大分子直径的甲苯蒸汽分子评价吸附性能发现,纳米片层状H-ZSM-5分子筛具备吸附较大分子直径VOCs的能力,可以用于室内较大分子VOCs的净化去除。     

羟基磷灰石对水中刚果红的吸附作用研究

通过吸附实验考察了羟基磷灰石对水中刚果红的吸附作用,结果表明羟基磷灰石对水中的刚果红具备良好的吸附效果.准二级动力学模型适合描述羟基磷灰石对水中刚果红的吸附动力学过程.Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附模型可以用于描述羟基磷灰石对水中刚果红的吸附平衡数据.羟基磷灰石对水中刚果红的吸附是自发和放热的过程.当pH超过8时,羟基磷灰石对水中刚果红的吸附能力随pH的增加而明显降低.吸附了刚果红的羟基磷灰石经过热再生后可以循环使用,并且热再生后的羟基磷灰石对水中刚果红的吸附性能良好.当pH低于羟基磷灰石的零电荷点时,磷灰石吸附水中刚果红的机制是静电吸引、氢键和路易斯酸碱反应;当pH高于羟基磷灰石的零电荷点时,羟基磷灰石吸附水中刚果红的机制是氢键和路易斯酸碱反应.上述结果表明,羟基磷灰石适合作为一种吸附剂去除废水中的刚果红.     

Selective sorption of perfluorooctane sulfonate on molecularly imprinted polymer adsorbents

Perfluorooctane sulfonate (PFOS), as a potential persistent organic pollutant, has been widely detected in water environments, and has become a great concern in recent years. PFOS is very stable and difficult to decompose using conventional techniques. Sorption may be an attractive method to remove it from water. In this study, the molecularly imprinted polymer (MIP) adsorbents were prepared through the polymerization of 4-vinylpyridine under different preparation conditions in order to remove perfluorooctane sulfonate (PFOS) from water. The MIP adsorbents using perfluorooctanoic acid (PFOA) as the template had good imprinting effects and could selectively remove PFOS from aqueous solution. The sorption behaviors including sorption kinetics, isotherms, and effect of pH, salt, and competitive anions were investigated. Experimental results showed that the sorption of PFOS on the MIP adsorbents was very fast, pH-dependent, and highly selective. The achieved fast sorption equilibrium within 1 h was attributed to the surface sorption on the fine adsorbents. The sorption isotherms showed that the sorption selectivity of PFOS on the MIP adsorbents decreased at high PFOS concentrations, which may be due to the double-layer sorption and the formation of PFOS micelles on the sorbent surface. The sorption of PFOS on the MIP adsorbents was mainly dominated by the electrostatic interaction between the protonated vinylpyridine on the adsorbent surface and the anionic PFOS. The prepared MIP adsorbents can potentially be applied in water and wastewater treatment for selective removal of PFOS.     

模板剂十二胺对胺改性HMS吸附CO2的影响

以正硅酸乙酯为硅源、十二胺为模板剂制备中孔硅HMS-1,采用焙烧和乙醇萃取的方法去除其模板剂,所得材料分别为HMS-2与HMS-3,并将四乙烯五胺（TEPA）与二乙醇胺（DEA）混合负载于3种材料上,采用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外（FTIR）与氮气吸附实验对材料进行表征,研究改性前后的HMS对常压下低浓度CO₂的吸附性能及再生能力.XRD与FTIR结果表明,TEPA与DEA已被成功负载到HMS孔道内.氮气吸附实验表明,保留模板剂和胺基改性后,材料的孔容显著降低.20℃下,初始浓度为10%的CO₂在材料上的吸附量顺序为：MA-HMS-1（3.29mmol/g） > MA-HMS-3（2.7mmol/g） > HMS-1（1.88mmol/g） > MA-HMS-2（1.65mmol/g） > HMS-2（1.33mmol/g）,模板剂的存在,不仅增加了CO₂的吸附位点,还对混合胺改性的HMS吸附CO₂起到了协同作用.在20~75℃范围内,MA-HMS-1与MA-HMS-3受温度影响最明显,65℃时吸附量达最大值;随着温度的升高,HMS-1的吸附量随温度升高持续降低;MA-HMS-2的吸附量基本不变.含胺基的4种材料（HMS-1、MA-HMS-1、MA-HMS-2与MA-HMS-3）在80℃下拥有优良的再生性能,经4次循环再生后,MA-HMS-1的再生率为97.5%,高于MA-HMS-2（83%）和MA-HMS-3（84%）,保留HMS的模板剂对材料的再生性能有明显促进作用.     

淀粉纳米晶接枝聚乙烯亚胺对阴离子染料的吸附

以戊二醛为交联剂、淀粉纳米晶(SNCs)为基材接枝聚乙烯亚胺(PEI),成功制备了一种新型生物基吸附剂(SNCs-PEI)。利用粒径、Zeta电位、红外光谱(FTIR)和能量色散X射线谱(EDX)对SNCs-PEI进行表征,并探究其对阴离子染料的吸附效果。当pH=3时,SNCs-PEI的Zeta电位达到+37.9 mV,对阴离子染料甲基橙(MO)和刚果红(CR)均具有良好的吸附性能,考察了吸附时间、pH值、染料初始浓度、温度对SNCs-PEI吸附性能的影响。研究表明：在pH为3,SNCs-PEI投加量为0.1 g, MO、CR初始浓度为130 mg/L的条件下,SNCs-PEI对MO和CR的吸附过程均符合准二级动力学和Langmuir吸附模型,SNCs-PEI对MO、CR的最大吸附量分别为82.10,57.34 mg/g,吸附过程属于一个自发的吸热过程。该新型生物吸附剂的研究对含阴离子染料工业废水的去除提供了一种新途径。