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对硝基苯甲醇(p-NBA)是重要的精细化工中间体,应用十分广泛,但类似物很多,其排放会造成严重的环境污染,高效识别和吸附引起了众多科学家的关注。此外由于对p-NBA的氧化产物对硝基苯甲醛,在现代化工生产中有着广泛应用,因此对p-NBA催化氧化性能的研究具有重要的意义。传统的p-NBA催化氧化中,所用催化剂多为稀硝酸,会造成严重环境污染及设备腐蚀,因此迫切需要设计合成新型环保的催化剂。本研究围绕对p-NBA的吸附及催化,设计合成了分子印迹聚合物吸附剂和金属负载的分子印迹催化剂,为新型高效吸附剂和催化剂的发展提供了一些思路。首先利用分子印迹技术以p-NBA为模板分子制备分子印迹聚合物吸附剂(p-NBA-MIP),并制备了无模板分子的空白聚合物吸附剂(AA-NIP)作为对照组。通过孔结构表征、FT-IR、SEM等对制备得到的p-NBA-MIP和AA-NIP进行了表征,研究了p-NBA-MIP和AA-NIP对邻硝基苯甲醇(o-NBA)、间硝基苯甲醇(m-NBA)和p-NBA的吸附性能,并对吸附结果进行了吸附热力学和吸附动力学模拟。结果表明:p-NBA-MIP的比表面积和孔容分别为152.6m~2/g和63.1μL/g,均高于比表面积和孔容分别为50.3m~2/g和20.2μL/g的AA-NIP,为p-NBA-MIP优良的吸附性能提供了空间上的可能;与AA-NIP相比,p-NBA-MIP具有更高的溶胀率,达到44.57%,明显高于NIP的溶胀率4.04%;在298K,初始浓度为150mg/L时,p-NBA-MIP对p-NBA、o-NBA以及m-NBA的平衡吸附量分别为36.4mg/g、14mg/g和16mg/g,而AA-NIP对三种吸附质的吸附量差别不大,且都小于p-NBA-MIP的平衡吸附量;p-NBA-MIP和AA-NIP对三种吸附质的吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich方程,且p-NBA-MIP对p-NBA的K_b和K_f值均大于另外两个吸附质的值,说明p-NBA-MIP对p-NBA的吸附能力大于另外两种吸附质,而AA-NIP对三种吸附质的K_b和K_f值都接近,说明吸附能力差别不大;吸附热力学结果显示,当吸附剂为p-NBA-MIP,吸附质为p-NBA,当吸附量为10mg/g时,298K、308K和318K下的自由能变分别为-3.523 kJ/mol、-3.288 kJ/mol和-3.008 kJ/mol,随着温度升高,自由能变绝对值减小,说明温度升高不利于吸附;动力学显示,Lagergren一级速率方程更适合于描述p-NBA-MIP和AA-NIP对p-NBA、o-NBA以及m-NBA的吸附,p-NBA、o-NBA以及m-NBA液膜分散速率类似。以上结果表明,p-NBA-MIP中存在与p-NBA分子相互补的空穴位点,从而表现出较高的吸附性能和特异性选择功能。此外通过本体聚合以p-NBA与镍离子的络合物为模板分子,以丙烯酰胺(AM)为功能单体制备了金属负载型分子印迹催化剂(Ni-MIP),并制备了无模板的非分子印迹聚合物(Ni-NIP)和无模板的空白聚合物(NIP)作为对照。通过SEM、TEM、FT-IR、UV-Vis等对制备得到的Ni-MIP、Ni-NIP和NIP进行了表征,研究了Ni-MIP、Ni-NIP和NIP对o-NBA、m-NBA和p-NBA催化性能。结果表明:Ni-MIP、Ni-NIP以及NIP的比表面积分别为161.6 m~2/g、133.2 m~2/g和51.2 m~2/g,三者孔容分别71.1μL/g、62.7μL/g以及12.7μL/g,Ni-MIP的比表面积和孔容均明显大于Ni-NIP和NIP,说明Ni-MIP、Ni-NIP和NIP的比表面积和孔容的大小受模板p-NBA和Ni纳米粒子的共同影响;FT-IR图谱分析表明成功合成了Ni-MIP、Ni-NIP和NIP三种聚合物催化剂,SEM表征说明Ni-MIP表面比较粗糙有利于吸附,并形成对模板分子具有特异性结合的空穴结构;TEM表征表明已成功将Ni纳米粒子负载进入Ni-MIP和Ni-NIP聚合物催化剂中;Ni-MIP、Ni-NIP和NIP对p-NBA催化结果说明,Ni-MIP的催化效果明显高于Ni-NIP和NIP的催化效果,如在1h时Ni-MIP、Ni-NIP和NIP对p-NBA的转化率分别为72%、64%和9%。以上结果显示,由于Ni-MIP中存在镍纳米粒子以及与p-NBA分子完全匹配的空穴,在底物p-NBA氧化成对硝基苯甲醛的反应中,Ni-MIP会表现出特异性选择催化作用以及更高的催化活性。