西维因表面分子印迹聚合物的制备及吸附性能研究

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分子印迹聚合物由于具有特异性吸附能力,可以用作吸附剂对蔬菜、水果等产品中的氨基甲酸酯类农药进行检测。而在分子印迹聚合物的制备中,本体聚合是最常用的方法,但是其制备过程繁琐,活性位点被包埋,传质速率较慢。因此,在本实验中,利用表面分子印迹技术和涂敷相结合的方法,制备具有特异性吸附能力的表面分子印迹聚合物(SMIPs),并制备分子印迹膜,为之后制备具有更低检测限和更快检测时间的分子印迹传感器构建做好前期工作。在实验中,利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析仪(TGA)以及BET比表面积测定对得到的SMIPs进行表征,并分别考察了功能单体类型、功能单体/印迹分子的摩尔比、交联剂的用量、硅胶表面涂敷量以及吸附条件等因素,对SMIPs的吸附能力的影响。结论表明:MAA为功能单体,功能单体/印迹分子摩尔比为4:1,自组装温度为20℃,交联剂用量为1.5mmol,硅胶表面涂敷量为0.25mmol,吸附时间为12h,吸附温度为25℃,样品浓度为10mg/L的条件下,得到SMIPs的吸附效果能够达到最佳,最大吸附量为0.58mg/g,并且SMIPs孔径分布在1nm,比表面积为82.395m2/g。为后期分子印迹传感器构建基础研究做准备,在实验中对传感器分子印迹膜进行制备,研究了聚氯乙烯的用量和SMIPs的用量对印迹膜吸附性能影响,通过实验可以得出:聚氯乙烯的用量为15mg, SMIPs用量为20mg时,得到的分子印迹膜的吸附性能具有较高的吸附能力,分子印迹膜的最大吸附量为0.18mg/g。最后,利用平衡吸附等温线和动力学模型对SMIPs的吸附过程进行拟合,可以看出,SMIPs的等温吸附符合Langmuir等温吸附模型,相关系数R2=0.9987,而在吸附动力学模型中,SMIPs的吸附符合准二级动力学模型,相关系数R2=0.9956。利用Scatchard模型对吸附过程的吸附量进行拟合,可以看出在SMIPs的吸附过程中存在两种类型的吸附结合位点,通过比较可以得出,一类结合位点为特异性结合位点,KD,1=0.004mol/mL,Qmax=1.0129 mg/g;另一类结合位点为非特异性结合位点,KD,2=0.009 mol/mL,Qmax,2=1.3043 mmol/g。
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