介孔硅基分子印迹聚合物制备和吸附性能的研究

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1、国内图书分类号：O657.7+2学校代码：10213国际图书分类号：543密级：公开理学硕士学位论文介孔硅基分子印迹聚合物的制备和吸附性能研究硕士研究生：马昊天导师：王炎教授申请学位：理学硕士学科：物理化学所在单位：理学院答辩日期：2012年6月30日授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O657.7+2U.D.C:543DissertationfortheMasterDegreeinSciencePREPARATIONANDRECOGNITIONPROPERTYOFMOLECULARLYIMPRINTEDMESOPOR

2、OUSSILICAPOLYMERCandidate：MaHaotianSupervisor：Prof.WangYanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：PhysicalChemistryAffiliation：DepartmentofChemistryDateofDefence：June,30rd,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要分子印迹是以某一目标物为模板分

3、子，通过选用合适的功能单体与模板分子以共价或非共价方式结合并且存在于以交联高聚物为基体的功能性聚合物。本文放弃了传统分子印迹的有机高聚物基体，选取具有规则孔道、大孔径、高比表面积的硅基介孔材料为分子印迹基体，通过非共价法和共价法形成分子识别点位；利用介孔材料独特的孔结构加快吸附过程中模板分子的扩散速度，以实现高效、快速、吸附容量大的吸附识别。采用非共价法研究了介孔基分子印迹材料的制备过程和性能。以双酚A为模板分子，选取氨丙基三乙氧基硅烷为功能单体，以介孔MCM-41合成技术为基础，分别以一步法（缩聚共沉淀）、两步法（表面嫁接）合成非共价分子印

4、迹聚合物，通过对二者进行XRD、FT-IR、吸附性能测试并对比，确认一步法（缩聚共沉淀）为MCM-41基非共价分子印迹聚合物的最佳合成方法，该法得到的材料吸附容量较大Qmax=8.899mg/g，吸附速率较快，70min左右就可以达到吸附平衡。采用共价法研究了介孔基分子印迹材料的制备过程和性能。以双酚A为模板分子，选取异氰酸丙基三乙氧基硅烷为功能单体，合成共价分子印迹前体。分别以介孔MCM-41、SBA-15介孔合成技术为基础，在介孔合成过程中，将共价印迹前体与正硅酸乙酯(TEOS)共同作为硅源，通过溶胶-凝胶过程，将印迹点位埋藏在介孔基体中

5、，通过溶剂热裂解打开可逆的印迹共价键，得到介孔基共价分子印迹聚合物。利用XRD、FT-IR、N2吸附-脱附等手段对印迹聚合物进行表征，并与非印迹聚合物进行对比，证明了结合位点的确存在于介孔骨架中。将一步法得到的MCM-41基非共价分子印迹聚合物的吸附性能同MCM-41基共价分子印迹聚合物进行对比，分析相同介孔基共价、非共价分子印迹聚合物吸附性能之间的差异,发现：MCM-41基共价分子印迹聚合物吸附速率较慢，6h左右才能达到吸附平衡，吸附容量Qmax=7.378mg/g稍小于MCM-41基共价分子印迹聚合物，但是特异性识别选择能力强于MCM-4

6、1基共价分子印迹聚合物。将MCM-41、SBA-15介孔基共价分子印迹聚合物的吸附性能进行对比，实验结果表明：介孔基体的存在加速了共价分子印迹的吸附过程，但是以SBA-15为基体的共价分子印迹聚合物吸附速率更快，5h几乎就达到吸附平衡；吸附容量更大，最大表观吸附量Qmax=18.58mg/g；但是对BPA的特异性识别能力弱于MCM-41基共价分子印迹聚合物。此外，分子印迹技术与固相萃取联用（MIP-SPE）是分子印迹技术近年来的突破，本文以合成的SBA-15基共价分子印迹聚合物为固相萃取吸附剂，考察了分子I哈尔滨工业大学硕士学位论文印迹固相萃

7、取联用的条件和动态吸附能力。关键词：共价分子印迹聚合物；非共价分子印迹聚合物；硅基介孔；SBA-15；双酚AII哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractMolecularimprintingcanbedefinedastheassemblyofacross-linkedpolymermatrixaroundanimprintmoleculethatisheldinplace,eithercovalentlyornoncovalently,byjudiciouslychosenfunctionalmonomers.Preparedmesopo

8、roussilicamaterialswithpromisingstructuralpropertiesforanimprintingmatrix,astheirr