聯(lián)苯類分子印跡聚合物的制備及其在污染土壤修復中的應用.pdf

1、多氯聯(lián)苯（PCBs）引發(fā)的環(huán)境污染問題直接關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到理想的去除效果。近年來，分子印跡技術的應用十分廣泛，利用該技術制成的分子印跡聚合物具有較強的特異性吸附效果。有關研究報道，臭氧-紫外工藝具有較強地還原降解有機氯化物的能力。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、臭氧以及紫外相結合，為土壤修復提供一種新方法

2、，同時也為土壤中PCBs的去除提供了新的機遇。
　　本研究選用聯(lián)苯、PCB11以及 PCB28為研究對象，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)苯類物質空間結構孔穴的分子印跡聚合物，利用該聚合物對被PCBs污染的土壤溶液進行特異性吸附，再利用臭氧-紫外法對被MIP吸附的PCBs進行降解，通過不同因素的研究為污染土壤修復提供理論依據。具體研究內容和結果如下：
　　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，通過超聲溶解、聚合、洗脫等步驟得到帶有聯(lián)苯類物質結構孔穴的分子印跡聚合物。通過研究溶劑的種類，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）對聯(lián)苯類 MIP的表面孔隙特征和其完整度進行表征。結果發(fā)現(xiàn)洗脫前的MIP和非分子印跡聚合物（NMIP）表面孔穴較少，質地較為緊密；而洗脫后的 MIP表面粗糙，孔穴較大較多，質地疏松。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合，從而使 MIP對底物具有較高識別性以及較高的負載量。利用傅里葉紅外光譜（FTIR）對聯(lián)苯類 MIP

5、的結構進行表征，結果表明在制備過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200目（58μm）和250目（75μm）篩，比較三種不同粒徑的MIP的吸附性能，結果發(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對土壤溶液中聯(lián)苯和PCBs吸附的最佳條件發(fā)現(xiàn)：當吸附介質為體積比是1:4的丙酮水，溶液初始pH=7，溫度為20℃時，MIP對聯(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酸強堿環(huán)境都會抑制吸附的進行。用拉格朗日二級動力學方程擬合三者的動力學曲線得出線性方程相關系數(shù)均約為0.99，擬合效果較好，表明在 MIP的吸附過程中既有物理吸附也有化學吸附。
　　4.利用臭氧-紫外法對聯(lián)苯類MIP吸附的PCB28進行降解，通過GC-MS分析降解產物，在產物中只檢測到了二氯聯(lián)苯以及聯(lián)苯。對PCB28的降解途徑進行推測表明：通過 UV/O3組合工藝的還原脫氯