分子印跡聚合物分離植物活性成分及選擇性脫除燃油中有機硫化物的研究.pdf

1、研究分子印跡技術(shù)的目的就是不斷開拓其應(yīng)用的領(lǐng)域,其本質(zhì)是拓展模板分子的適用范圍,這一點一直以來都是研究者們所熱衷的研究熱點。由于不同的模板分子其物理、化學(xué)性質(zhì)和分子結(jié)構(gòu)都不盡相同,對其進行印跡的方法和難易程度也會不同。雖然,目前對于小分子的印跡技術(shù)已經(jīng)非常成熟,但是對于某些具有特殊性質(zhì)或者結(jié)構(gòu)的分子,對其進行印跡仍然是一個難點。
　　本文就針對某些植物活性成分極性比較大,在大多數(shù)有機溶劑中難以溶解,形成非共價鍵作用力困難的特點,合

2、成相應(yīng)的印跡聚合物;針對植物提取液中成分復(fù)雜,傳統(tǒng)方法難以對特定的目標成分進行選擇性分離,結(jié)合印跡技術(shù)和固相萃取技術(shù)開發(fā)出一種高效的分離方法;針對燃油中頑固性硫化物,以傳統(tǒng)方法難以選擇性脫除,以及傳統(tǒng)的印跡技術(shù)所采用的功能單體單一,易揮發(fā)和造成環(huán)境污染,開發(fā)出一種更加環(huán)保的印跡聚合物;此外,還針對傳統(tǒng)脫硫采用的印跡聚合物實際應(yīng)用效果差,開發(fā)出一種具有抗干擾能力強,實際環(huán)境相容性好的印跡聚合物。具體的研究內(nèi)容如下:
　　1.針對傳統(tǒng)

3、應(yīng)用在脫硫領(lǐng)域的印跡聚合物所用的功能單體單一,主要以揮發(fā)性有機物乙烯基吡啶為主,易造成環(huán)境污染。本文基于離子液體無蒸汽壓,綠色環(huán)保和可設(shè)計性,設(shè)計合成了溴化1-丙酸-3-乙烯基咪唑離子液體。該離子液體具有氫鍵、π-π疏水作用和靜電作用三重作用位點,而且在極性較弱的混合有機溶劑中溶解性能良好,可以替代乙烯基吡啶類作為功能單體與二苯并噻吩形成氫鍵和π-π疏水作用。以乙烯基咪唑和3-溴丙酸為原料一步合成,合成步驟和后處理過程簡單,產(chǎn)率高,達到

4、81.6％。其分子結(jié)構(gòu)通過1H NMR表征,分子量通過質(zhì)譜表征。
　　2.針對強極性植物活性物質(zhì)尿囊素,在多數(shù)有機溶劑中溶解性差,難以實現(xiàn)對其進行印跡以及山藥提取液中成分復(fù)雜,傳統(tǒng)方法難以選擇性分離尿囊素的問題。本文選擇DMF作為溶劑成功地制備了尿囊素印跡聚合物,通過紅外和掃描電鏡表征。并考察其對尿囊素在甲醇/水混合溶劑中的等溫吸附、動力學(xué)吸附和選擇性吸附性能。等溫吸附曲線符合Langmuir吸附模型,印跡和非印跡聚合物的最大實際

5、吸附容量分別為5.49 mg/g和1.62 mg/g,通過Langmuir吸附模型計算的最大吸附容量分別為6.81 mg/g和1.9 mg/g,兩者非常接近。動力學(xué)吸附曲線符合準二級動力學(xué)吸附模型,通過計算得出,印跡與非印跡聚合物的初始吸附速率k2分別為1.44 mg·g-1·min-1和mg·g-1·min-1。印跡聚合物對尿囊素的選擇性系數(shù)是非印跡的2倍。還考察了印跡聚合物的再生性能,經(jīng)過5次的循環(huán)使用,其吸附性能沒有明顯的下降,在

6、10%之內(nèi)。通過優(yōu)化固相萃取條件,尿囊素分子印跡聚合物作為固相萃取固定相成功地從山藥提取液中分離出了尿囊素。
　　3.針對以往脫硫中應(yīng)用的印跡聚合物的合成所用的功能單體單一和可揮發(fā)性,容易造成環(huán)境的污染。本文以自己設(shè)計合成的新型離子液體溴化1-丙酸-3-乙烯基咪唑作為功能單體,在甲醇/甲苯混合溶劑中成功合成了新型二苯并噻吩印跡聚合物(NDMIPs),并通過紅外和掃描電鏡表征。考察了 NDMIPs在模擬燃油中的等溫吸附、動力學(xué)吸附、

7、選擇性吸附性能和再生能力。等溫吸附曲線符合Freundlich吸附模型,通過計算印跡聚合物(NDMIP)和非印跡聚合物(NDNIP)的Kf值分別是0.2946和0.0713。動力學(xué)吸附符合準二級動力學(xué)模型,NDMIP和NDNIP初始吸附速率分別為1.62 mg·g-1·min-1和0.49 mg·g-1·min-1。NDMIP對競爭分子苯并噻吩和4,6-二甲基二苯并噻吩的選擇性系數(shù)α分別是2.18和1.86。還考察了NDMIP的再生性能

8、,經(jīng)過5次的循環(huán)使用,其吸附性能沒有明顯的下降。
　　4.針對以往脫硫領(lǐng)域中應(yīng)用的印跡聚合物在實際應(yīng)用中抗干擾能力和相容性差,本文以溴化1-丙酸-3-乙烯基咪唑功離子液體為功能單體,結(jié)合表面印跡技術(shù)和可逆斷裂-鏈轉(zhuǎn)移聚合(RAFT)合成了表面帶有疏水性高分子刷的印跡聚合物(GMIPs),通過了紅外和掃描電鏡表征?？疾炝薌MIP在實際環(huán)境中的抗干擾能力,抗干擾能力增強?？疾炝薌MIP的再生能力,經(jīng)過9次循環(huán)使用,其吸附性能沒有明顯下