聯(lián)苯類分子印跡聚合物的制備及其在污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用.pdf

1、多氯聯(lián)苯（PCBs）引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題直接關(guān)系到人類的生存與發(fā)展，PCBs具有高毒性和極其穩(wěn)定的理化特性，在土壤環(huán)境中含量較高，常用處理處置方法難以達(dá)到理想的去除效果。近年來(lái)，分子印跡技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，利用該技術(shù)制成的分子印跡聚合物具有較強(qiáng)的特異性吸附效果。有關(guān)研究報(bào)道，臭氧-紫外工藝具有較強(qiáng)地還原降解有機(jī)氯化物的能力。因此臭氧-紫外工藝可以作為一種有效去除 PCBs的方法。將分子印跡技術(shù)、臭氧以及紫外相結(jié)合，為土壤修復(fù)提供一種新方法

2、，同時(shí)也為土壤中PCBs的去除提供了新的機(jī)遇。
　　本研究選用聯(lián)苯、PCB11以及 PCB28為研究對(duì)象，以聯(lián)苯為分子印跡聚合物（MIP）的模板，α-甲基丙烯酸（MAA）為功能單體，合成具有聯(lián)苯類物質(zhì)空間結(jié)構(gòu)孔穴的分子印跡聚合物，利用該聚合物對(duì)被PCBs污染的土壤溶液進(jìn)行特異性吸附，再利用臭氧-紫外法對(duì)被MIP吸附的PCBs進(jìn)行降解，通過(guò)不同因素的研究為污染土壤修復(fù)提供理論依據(jù)。具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　1.以聯(lián)苯為模板

3、分子，α-甲基丙烯酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）及2，2-偶氮二異丁腈（AIBN）分別為功能單體、交聯(lián)劑及引發(fā)劑，乙腈為溶劑，通過(guò)超聲溶解、聚合、洗脫等步驟得到帶有聯(lián)苯類物質(zhì)結(jié)構(gòu)孔穴的分子印跡聚合物。通過(guò)研究溶劑的種類，聯(lián)苯、MAA與EDMA的不同配比以及洗脫試劑的種類對(duì)MIP吸附性能的影響，確定了聯(lián)苯類分子印跡聚合物的最佳制備條件：以聯(lián)苯為模板分子，乙腈為溶劑，MAA為功能單體，聯(lián)苯、MAA和EDMA的摩爾比為1:3:40，正己

4、烷為洗脫試劑。
　　2.利用掃描電鏡（SEM）對(duì)聯(lián)苯類 MIP的表面孔隙特征和其完整度進(jìn)行表征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)洗脫前的MIP和非分子印跡聚合物（NMIP）表面孔穴較少，質(zhì)地較為緊密；而洗脫后的 MIP表面粗糙，孔穴較大較多，質(zhì)地疏松。分析表明表面粗糙的聚合物所具有孔穴是聯(lián)苯分子被洗脫后所留下的，這種孔穴有利于底物分子與分子印跡聚合物的結(jié)合，從而使 MIP對(duì)底物具有較高識(shí)別性以及較高的負(fù)載量。利用傅里葉紅外光譜（FTIR）對(duì)聯(lián)苯類 MIP

5、的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，結(jié)果表明在制備過(guò)程中模板分子與功能單體發(fā)生了氫鍵作用。
　　3.將合成且洗脫之后的聯(lián)苯類MIP，研磨后分別過(guò)200目（58μm）和250目（75μm）篩，比較三種不同粒徑的MIP的吸附性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)粒徑大小為200-250目的聚合物吸附效果好于其他兩組。研究MIP對(duì)土壤溶液中聯(lián)苯和PCBs吸附的最佳條件發(fā)現(xiàn)：當(dāng)吸附介質(zhì)為體積比是1:4的丙酮水，溶液初始pH=7，溫度為20℃時(shí)，MIP對(duì)聯(lián)苯、PCB11以及PCB28

6、的吸附效果最佳且吸附率均在95％以上，溫度較高或較低以及強(qiáng)酸強(qiáng)堿環(huán)境都會(huì)抑制吸附的進(jìn)行。用拉格朗日二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合三者的動(dòng)力學(xué)曲線得出線性方程相關(guān)系數(shù)均約為0.99，擬合效果較好，表明在 MIP的吸附過(guò)程中既有物理吸附也有化學(xué)吸附。
　　4.利用臭氧-紫外法對(duì)聯(lián)苯類MIP吸附的PCB28進(jìn)行降解，通過(guò)GC-MS分析降解產(chǎn)物，在產(chǎn)物中只檢測(cè)到了二氯聯(lián)苯以及聯(lián)苯。對(duì)PCB28的降解途徑進(jìn)行推測(cè)表明：通過(guò) UV/O3組合工藝的還原脫氯