表面分子印迹微球的制备及其在水处理中的应用

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1、表面分子印迹微球的制备及其在水处理中的应用表面分子印迹微球的制备及其在水处理中的应用/刘燕燕等?131?表面分子印迹微球的制备及其在水处理中的应用刘燕燕,吴耀国,晁吉福,刘凯,于秀菊(西北工业大学理学院应用化学系,西安710129)摘要介绍了表面分子印迹技术的原理及特点,着重从无机材料和聚合物材料两方面综述了表面分子印迹微球制备技术的最新研究进展,并简要概述了其在水处理方面的应用.关键词表面分子印迹微球吸附水处理中图分类号:TB34文献标识码:APreparationofSurfaceMolecul

2、arImprintingMicrospheresandItsApplicationinWaterTreatmentLIUYanyan,WUYaoguo,CHAOJifu,LIUKai,YUXiuju(DepartmentofAppliedChemistry,SchoolofScience,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi'an710129)AbstractTheprincipleandcharacteristicsofsurfacemolecularimp

3、rintingtechniqueareintroduced.Thela-testadvancesinpreparationofsurfacemolecularlyimprintedmaterialsarereviewedfromthefieldsofinorganicmate-rialsandorganicpolymerasmatrix,andtheapplicationinwatertreatmentisintroducedbriefly.Keywordssurfacemolecularimpri

4、nting,microspheres,adsorption,weatertreatment分子印迹微球是一种有固定孔穴大小和形状的功能材料,对模板分子的立体结构具有"记忆"功能,在分离和富集,药物传输,酶受体模拟和传感器等方面有着广泛的应用_1].分子印迹微球的传统制备方法有本体聚合,悬浮聚合,沉淀聚合,乳液聚合和种子溶胀聚合等,但存在以下几点不足:(1)所得印迹聚合物的识别位点大都在聚合物微球内部,扩散阻力大,导致待印迹分子与识别位点结合困难,结合速率低,溶液的分离处理效率不高,尤其对生物大分子的

5、影响更严重,所以不适合对生物大分子进行印迹;(2)研磨过程可控性差,不可避免地产生一些不规则粒子,同时破坏部分识别位点,从而导致模板分子的利用率低.针对上述不足,表面分子印迹微球技术逐渐被研究者们所关注.表面印迹材料是通过在基体表面引发聚合反应形成表面印迹聚合物,最大的优点在于:(1)利用基体的机械稳定性,通过对基体本身性能的选择来满足应用的需要;(2)在应用时可极大暴露印迹作用的表面积,减少"包埋"现象,从而提高识别位点与印迹分子的结合速度,进一步加强印迹材料吸附分离效率;(3)由于其形状为球形,

6、比表面积增大,其应用效率得到提高.近年来有大量文献报道对其制备方法及应用作了总结],但随着一些新方法,新工艺,新应用的出现,有必要对其研究进展进行新的综述.本文从表面分子印迹微球所用无机材料和聚合物材料作为基体综述了其最新研究进展,并简要介绍了其在水处理方面的应用.1无机材料表面分子印迹1.1硅胶表面分子印迹硅胶表面分子印迹方法的优点主要有:(1)聚合过程中,硅胶表面的修饰基团通过价键距离控制,只有对应底物才有强烈识别作用,可极大降低非特异性吸附的影响;(2)在应用时可极大暴露识别位点,减少"包埋"

7、现象,利于模板分子的识别和洗脱,提高了模板分子的利用率.鉴于硅胶表面分子印迹技术的优点,近年来这方面的报道越来越多].根据功能单体在硅胶表面作用方式的不同,分为表面接枝法和溶胶一凝胶法.1.1.1表面接枝法将功能大分子接枝于无机硅胶表面,使功能大分子的功能性与无机硅胶的优良力学性能,化学和热稳定性相结合,是目前制备表面分子印迹微球的重要途径.Gao课题组L1阳分别采用"接枝到法"(Graftingto)或"接出法"(Graftingfrom)成功地提出了一种新型的表面分子印迹技术:先在硅胶微粒表面接

8、枝功能大分子,待饱和吸附模板分子后再进行交联印迹,洗脱除去模板分子后,在硅胶表面形成一层存留有大量印迹孑L穴的聚合物薄层(见图1).他们通过(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷将功能大分子聚甲基丙烯酸(PMAA)逐步接枝到硅胶微粒表面,形成了表面接枝聚甲基丙烯酸的硅胶微粒(PMAA/SiO.):以抗蚜威为模板分子,乙二醇二缩水甘油醚(EGGE)为交联剂,通过氢键和静电作用,对接枝到硅胶表面的PMAA进行分子印迹,制备了对抗蚜威分子具有特异选择性的硅胶表面分子印迹*西北工业