论文部分内容阅读
水环境中痕量的环境雌激素（EEs）即可干扰人和动物机体内分泌系统功能,影响机体正常的新陈代谢,对神经和生殖等系统造成一定危害。在水处理过程中,对水样中EEs的富集、分离和检测至关重要,基于对目标物质的特异性吸附与快速分离技术研究,制备磁性分子印迹聚合物（MMIPs）,不仅可以提高待测样品前处理的效率,还可用于对污染水体中EEs的快速吸附脱除,以改善水体环境质量。埃洛石纳米管基MMIPs制备的优化工艺为:（1）活化,用热稀硝酸溶液对天然埃洛石纳米管进行处理,以纯化和扩容;（2）磁化负载,用乙二醇高温还原硝酸铁,在活化的纳米管内负载Fe3O4粒子,得到磁化纳米管（MHNTs）;（3）功能化表面修饰,用3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）在MHNTs表面改性,形成可聚合的乙烯基层;（4）以改性MHNTs为载体,以雌二醇（E2）为模板分子,4-乙烯基吡啶（4-VP）为功能单体,制备带模板分子E2的磁性分子印迹聚合物（E2MMIPs）;（5）模板脱出,用甲醇/乙酸（v:v,9:1）洗脱模板分子E2,得到目标产物MMIPs。使用FT-IR、TEM、XRD、VSM、TGA表征显示,HNTs活化后比表面积和孔容分别由36.31m2/g、0.20cm3/g增大至70.96m2/g、0.29cm3/g,在HNTs管内成功负载上磁性Fe3O4粒子,在纳米管外形成表面分子印迹层,MMIPs具备良好的磁学性能和热稳定性,在外加磁场作用下,可快速从复杂基质中完全分离出来。MMIPs对E2的吸附性能测试过程中,以自制的MMIPs和同法制备的未加模板分子E2的印迹聚合物（MNIPs）作为吸附材料,对水溶液中E2进行吸附富集分离实验,采用高效液相色谱法测定溶液中E2的含量。批处理吸附E2结果显示,在pH为7时于80min达到吸附平衡。吸附热力学行为研究发现,在温度283K、293K、303K范围内,MMIPs和MNIPs对E2的最大吸附量分别为244.21mg/g、116.31mg/g,吸附过程均可用Langmuir模型来描述;MMIPs对E2的吸附过程是吸热的、自发进行的。吸附动力学研究显示,MMIPs对E2的吸附过程受化学吸附控制,可以用准二级动力学方程来描述;MNIPs与E2之间可能存在着物理吸附和化学吸附多种作用力。固定床吸附实验结果显示,不同条件下MMIPs对溶液E2的吸附穿透曲线可以用Thomas吸附模型来描述,增加E2初始浓度、减小上样流速均有利于吸附过程的进行,MMIPs的饱和吸附量为192.81mg/g。MMIPs对与E2分子空间结构类似的雌激素也表现出良好的吸附特性,如双酚A（BPA）、炔雌醇（EE）等,因此,可以使用MMIPs富集分离实际水样中的EEs,能够克服水样中基质的干扰,降低检测成本。MMIPs在经过五次吸附-脱附-吸附循环再生后,对E2的吸附量由122.41μg/g变为117.77μg/g,吸附量保持在96%,显示出了较高的稳定性和优良的再生性。