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水杨酸是多种精细化工产品的直接原料,广泛应用在化妆品、医药、食品等多个行业。工业生产中水杨酸是通过柯尔伯-施密特反应,以苯酚与二氧化碳为原料在高温高压下合成水杨酸的钠盐,再通过硫酸酸化制得。水杨酸生产过程中主要存在两个安全威胁,一是生产过程的高浓度水杨酸生产废水将对人体的多个生理系统造成潜在的威胁,流入环境会对生态系统造成不同程度的危害。二是苯酚作为制备水杨酸的主要原料常常会伴随于水杨酸产物中。苯酚属于危险化学品名录第6.1类毒害品,而且鉴于水杨酸产品与人类生活密切相关,苯酚的混入势必会给人类的生命健康安全造成巨大的威胁。因此,研究开发一种新型技术纯化水杨酸以及高效分离富集苯酚具有重要的社会意义和应用价值。 分子印迹膜技术是将膜技术和分子印迹技术相耦合的新兴功能膜分离技术,其为将特定目标分子从其结构类似物的混合物中分离出来提供有效的解决途径。本课题旨在利用制备的两种分别以水杨酸和苯酚为模板分子的印迹复合膜和现代仪器分析方法联用以规避水杨酸在生产过程中的两种安全威胁,实现对水杨酸的“绿色生产”。 详细内容如下: (1)以水杨酸为模板分子,聚丙烯膜为基膜,采用表面修饰光引发聚合制备了一系列不同聚合条件的水杨酸分子印迹膜,得到最佳的制备条件:以乙腈为致孔剂,丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,n(水杨酸)∶n(丙烯酰胺)∶n(乙二醇二甲基丙烯酸酯)=1∶4∶30,二苯甲酮预涂敷浓度为25mmol/L,在紫外光照条件下反应3.0 h,冷却至室温后,用7∶3(V∶V)的甲醇/乙酸溶液分3次洗掉模板分子SA。对水杨酸分子印迹膜的形态结构进行了扫描电镜、拉曼光谱及接触角的表征。并对其进行了等温吸附曲线、吸附动力学、选择性、渗透性分析。研究表明印迹膜对水杨酸吸附是Langmuir单分子层吸附,且具有良好的吸附性能和选择特异性能。 (2)以苯酚为模板分子,功能单体、交联剂,引发剂分别选用2-乙烯基吡啶、乙二醇二甲基丙烯酸酯和二苯甲酮,参照上述研究的优化条件,制备苯酚分子印迹复合膜。印迹膜的性能分析表明苯酚吸附是Langmuir单分子层吸附,动力学过程是符合准二级动力学模型的化学吸附过程,且印迹膜对苯酚表现出具较优异的选择性。