论文部分内容阅读
非甾体类抗炎药是全球使用量最高的药物种类之一，该药物在低浓度水平下对水生生物仍具有毒害作用，对生态系统和人类健康具有潜在威胁；双酚A是典型的环境内分泌干扰物，其可通过影响生物的内分泌系统，威胁人类和动物的生殖健康，其潜在毒性已经引起众多科学家的关注。环境样品中残留的非甾体抗炎药和双酚A等典型污染物，含量往往很低、且存在的基体介质十分复杂，对这些污染物直接检测非常困难，必须经过复杂的前处理过程。而借助于识别性能良好的分子印迹聚合物，极大简化了前处理过程，促进了复杂介质中甾体抗炎药和双酚A等污染物的准确分析检测。
表面分子印迹聚合物是在不同载体表面聚合制得的分子印迹材料，它不仅保留了印迹聚合物特异识别性能优越的特点，分布在材料表面的印迹位点更容易接近目标物，有利于传质过程，有效拓展了分子印迹材料在污染物萃取分离领域的应用。金属有机骨架材料是金属离子为中心元素与有机配体自组装成的多孔配位化合物，它具有超高的比表面积，多样化的配体还有助于功能基团的接枝修饰，使得金属有机骨架材料容易与多种物质结合，得到特异识别位点丰富、吸附容量高和传质较快的印迹聚合物，因而在新型表面印迹聚合物制备领域受到关注。
本文分别以金属有机骨架材料为载体，离子液体为功能单体，在纯水介质中，采用表面印迹技术制备两种印迹聚合物新材料；通过多种表征手段对两种印迹聚合物新材料进行表征；通过吸附平衡实验，对两种印迹聚合物的吸附性能进行探究；将印迹聚合物制成固相萃取小柱用于水样、土样和食品样品中目标物的富集与分离。具体内容如下：
1.综述了非甾体类抗炎药、双酚A、分子印迹技术和金属有机骨架材料；描述了非甾体类抗炎药和双酚A分析检测；总结了分子印迹聚合物与金属有机骨架材料联合的优势。
2.以金属有机骨架材料ZIF-67为载体，1-烯丙基-3-乙烯基四氟硼酸盐离子液体为功能单体，双氯芬酸钠为模板，水为溶剂，合成了一种新型ZIF-67-双氯芬酸钠表面印迹聚合物；以金属有机骨架材料MIL-100(Fe)为载体，双酚A为模板，溴化1-烯丙基-3-乙烯基咪唑离子液体和2-羟基乙基甲基丙烯酸酯为双功能单体，水相中制得一种新型MIL-100(Fe)-双酚A表面印迹聚合物材料；通过红外分析、扫描电镜和比表面积测定等表征手段对两种印迹聚合物的分子结构特征、微观形貌结构和比表面积及孔径参数等进行分析，并对印迹聚合物的特异识别机理进行探讨。
3．对两种表面印迹聚合物在不同温度下的吸附动力学、吸附等温曲线、吸附热力学特征和选择吸附性能进行探究，结果表明：(1)ZIF-67-双氯芬酸钠表面印迹聚合物(MIPDFS)对双氯芬酸钠、氟尼辛葡甲胺和尼美舒利的吸附过程均符合假二级动力学模型，在40-80min内吸附达到平衡；吸附等温曲线的吸附过程符合Langmuir吸附模型，属于自发的吸热反应；MIPDFS对目标物具有良好的吸附选择性；(2)MIL-100(Fe)-双酚A表面印迹聚合物(MIPBPA)对双酚A的吸附过程20min左右达到平衡，符合假二级动力学模型；吸附等温曲线的吸附过程符合Langmuir吸附模型，是自发的放热反应；MIPBPA对双酚A具有较好的选择吸附性能。
4．将ZIF-67-双氯芬酸钠表面印迹聚合物和MIL-100(Fe)-双酚A表面印迹聚合物分别制成固相萃取小柱(MIPDFS-SPE， MIPBPA-SPE)，最佳条件下，对水样、土样以及食品样中残留的目标物进行富集与分离：(1)MIPDFS-SPE对双氯芬酸钠及其结构类似物同步富集，经过48次循环使用回收率仍在71%以上；(2)MIPBPA-SPE循环使用30次回收率依然达到80%以上；表明本论文合成的两种表面印迹聚合物具有良好的特异吸附性和循环再生性。
5.在上述研究结果的基础上，对论文进行分析与总结，阐述了本课题的创新之处，依据本研究成果对分子印迹技术的进一步研究工作提出了建议，为该方向的研究提供借鉴与参考。
表面分子印迹聚合物是在不同载体表面聚合制得的分子印迹材料，它不仅保留了印迹聚合物特异识别性能优越的特点，分布在材料表面的印迹位点更容易接近目标物，有利于传质过程，有效拓展了分子印迹材料在污染物萃取分离领域的应用。金属有机骨架材料是金属离子为中心元素与有机配体自组装成的多孔配位化合物，它具有超高的比表面积，多样化的配体还有助于功能基团的接枝修饰，使得金属有机骨架材料容易与多种物质结合，得到特异识别位点丰富、吸附容量高和传质较快的印迹聚合物，因而在新型表面印迹聚合物制备领域受到关注。
本文分别以金属有机骨架材料为载体，离子液体为功能单体，在纯水介质中，采用表面印迹技术制备两种印迹聚合物新材料；通过多种表征手段对两种印迹聚合物新材料进行表征；通过吸附平衡实验，对两种印迹聚合物的吸附性能进行探究；将印迹聚合物制成固相萃取小柱用于水样、土样和食品样品中目标物的富集与分离。具体内容如下：
1.综述了非甾体类抗炎药、双酚A、分子印迹技术和金属有机骨架材料；描述了非甾体类抗炎药和双酚A分析检测；总结了分子印迹聚合物与金属有机骨架材料联合的优势。
2.以金属有机骨架材料ZIF-67为载体，1-烯丙基-3-乙烯基四氟硼酸盐离子液体为功能单体，双氯芬酸钠为模板，水为溶剂，合成了一种新型ZIF-67-双氯芬酸钠表面印迹聚合物；以金属有机骨架材料MIL-100(Fe)为载体，双酚A为模板，溴化1-烯丙基-3-乙烯基咪唑离子液体和2-羟基乙基甲基丙烯酸酯为双功能单体，水相中制得一种新型MIL-100(Fe)-双酚A表面印迹聚合物材料；通过红外分析、扫描电镜和比表面积测定等表征手段对两种印迹聚合物的分子结构特征、微观形貌结构和比表面积及孔径参数等进行分析，并对印迹聚合物的特异识别机理进行探讨。
3．对两种表面印迹聚合物在不同温度下的吸附动力学、吸附等温曲线、吸附热力学特征和选择吸附性能进行探究，结果表明：(1)ZIF-67-双氯芬酸钠表面印迹聚合物(MIPDFS)对双氯芬酸钠、氟尼辛葡甲胺和尼美舒利的吸附过程均符合假二级动力学模型，在40-80min内吸附达到平衡；吸附等温曲线的吸附过程符合Langmuir吸附模型，属于自发的吸热反应；MIPDFS对目标物具有良好的吸附选择性；(2)MIL-100(Fe)-双酚A表面印迹聚合物(MIPBPA)对双酚A的吸附过程20min左右达到平衡，符合假二级动力学模型；吸附等温曲线的吸附过程符合Langmuir吸附模型，是自发的放热反应；MIPBPA对双酚A具有较好的选择吸附性能。
4．将ZIF-67-双氯芬酸钠表面印迹聚合物和MIL-100(Fe)-双酚A表面印迹聚合物分别制成固相萃取小柱(MIPDFS-SPE， MIPBPA-SPE)，最佳条件下，对水样、土样以及食品样中残留的目标物进行富集与分离：(1)MIPDFS-SPE对双氯芬酸钠及其结构类似物同步富集，经过48次循环使用回收率仍在71%以上；(2)MIPBPA-SPE循环使用30次回收率依然达到80%以上；表明本论文合成的两种表面印迹聚合物具有良好的特异吸附性和循环再生性。
5.在上述研究结果的基础上，对论文进行分析与总结，阐述了本课题的创新之处，依据本研究成果对分子印迹技术的进一步研究工作提出了建议，为该方向的研究提供借鉴与参考。