環(huán)境有害物質(zhì)分離富集新材料的合成、表征及應(yīng)用研究.pdf

1、樣品前處理技術(shù)作為環(huán)境有害物質(zhì)富集、分離與分析的關(guān)鍵技術(shù)，備受研究者的廣泛關(guān)注，其中固相萃取和固相微萃取是目前環(huán)境有害物質(zhì)前處理中廣泛應(yīng)用的技術(shù)，而使用的萃取填料將直接決定其對(duì)樣品中環(huán)境有害物質(zhì)富集分離的效率。因此，開(kāi)發(fā)新型、高效的富集分離材料成為目前該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，也是復(fù)雜體系分離分析科學(xué)中具有重要意義的研究課題。本文綜述了磁性材料、介孔材料以及分子印跡聚合物材料的類型、合成及改性方法、結(jié)構(gòu)特征和性能、及在環(huán)境有害物質(zhì)分離富集等方面

2、的研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì);研究了均一單分散的磁性核殼碳納米球的合成、表征及對(duì)水體中蒽的吸附性能;制備了CeSiO4負(fù)載的CeSBA-15介孔材料，并考察了其對(duì)環(huán)己烷中苯并(a)芘的吸附性能，探討了其吸附機(jī)理;合成了均一單分散的中空分子印跡聚合物納米球，考察了其對(duì)雙酚A的吸附以及選擇性分離富集性能;合成了具有高比表面積、均一孔徑的中空多空分子印跡聚合物納米球，考察了其對(duì)雙酚A的吸附以及選擇性分離富集性能。
　　 采用改進(jìn)的St(o)b

3、er法，在水溶液中以間苯二酚和甲醛為前體物制備了Fe3O4@polymer，后經(jīng)高溫碳化得到Fe3O4@C納米球。使用SEM和TEM對(duì)其進(jìn)行了表征，發(fā)現(xiàn)制得的Fe3O4@C具有較好的均一性和單分散度。對(duì)合成過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化，得出影響Fe3O4@polymer的成功合成的關(guān)鍵因素為氨水的濃度和Fe3O4納米球表面的檸檬酸基團(tuán)。通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)反應(yīng)前體物與Fe3O4納米球的質(zhì)量比例，可以很容地調(diào)控Fe3O4@C納米球的碳?xì)ず穸取Ｒ訤e3O4@C作

4、為水體中蒽的分離富集材料，發(fā)現(xiàn)Fe3O4@C對(duì)蒽具有較快的吸附速率以及較大的平衡吸附容量，這將使其在環(huán)境污染物的快速分離富集方面展現(xiàn)較好的應(yīng)用前景。
　　 采用pH調(diào)節(jié)原位一步水熱法，以三乙胺為堿源，制備了CeSiO4負(fù)載的Ce-SBA-15介孔材料。采用粉末X射線衍射、TEM以及氮?dú)馕?脫附等手段對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，合成的Ce-SBA-15材料具有均一的大孔分布、高的比表面積、較好的結(jié)構(gòu)有序性;同時(shí)發(fā)現(xiàn)在預(yù)

5、合成的以及焙燒后的Ce-SBA-15樣品中均觀察到了活性的CeSiO4物相，并均勻地分散在介孔的孔道中?？疾炝瞬煌嫇诫s量的Ce-SBA-15材料對(duì)環(huán)己烷溶液中苯并(a)芘的吸附性能，結(jié)果表明鈰的摻雜量對(duì)吸附結(jié)果有很大的影響。通過(guò)對(duì)吸附現(xiàn)象的觀察以及對(duì)材料吸附苯并(a)芘后的甲醇洗脫液的IR、UV-vis、FLD、EI和NMR等表征，提出了可能的吸附機(jī)理，即苯并(a)芘先被吸附到Ce-SBA-15介孔材料上，然后由CeSiO4物相通過(guò)自

6、由基氧化機(jī)理將其氧化成苯并芘醌，提高了其極性，從而大大提高其對(duì)環(huán)己烷中苯并(a)芘的吸附性能。
　　 采用一步沉淀聚合技術(shù)，以未改性的SiO2球?yàn)橛材０?，利用功能單體的羰基與SiO2球表面Si-OH的酯化反應(yīng)來(lái)促進(jìn)分子印跡聚合物包裹在SiO2球表面得到SiO2@MIPs，后經(jīng)HF刻蝕同時(shí)去除SiO2和印跡分子，得到中空分子印跡聚合物納米球(MHMIPs)。采用SEM和TEM等手段對(duì)樣品的形貌特征進(jìn)行了表征，結(jié)果表明所制得的SiO

7、2@MIPs和MHMIPs具有較好的均一性和單分散度。優(yōu)化了印跡前體物的功能單體比例，得出了具有較大吸附容量以及較好選擇性的最佳功能單體比例，即BPA∶MMA∶EGDMA=1∶6∶20;通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)印跡前體物與SiO2納米球的質(zhì)量比例，可以很容地調(diào)控印跡殼的厚度;比較了具有不同厚度的MHMIPs對(duì)雙酚A(BPA)的吸附性能，發(fā)現(xiàn)殼厚度的增大對(duì)于MHMIPs對(duì)BPA的吸附容量的提高是不利的?？疾炝薓HMIPs和MHNIPs對(duì)BPA及其結(jié)構(gòu)

8、類似物的吸附性能，結(jié)果表明MHMIPs對(duì)BPA具有較快的吸附速率以及高的吸附容量，對(duì)由BPA及其結(jié)構(gòu)類似物組成的混合液中BPA的吸附具有較高的選擇性富集性能。
　　 以介孔SiO2作“納米反應(yīng)器”及硬模板，雙酚A為印跡分子、4-乙烯基吡啶為功能單體、乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑，采用控制浸漬策略和刻蝕技術(shù)，制備了中空多空分子印跡聚合物納米球。采用SEM、TEM和BET等手段對(duì)樣品的形貌及物理結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了表征，結(jié)果表明所制得的印