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分子印迹技术是一种极为方便而有效的制备对不同物质分子具有预定选择性的聚合物的一种技术,运用这种技术所制得的聚合物被称为分子印迹聚合物(molecular imprinting polymer)。由于分子印迹聚合物具有许多优良的特性,因而广泛应用于生物工程、临床医学、环境监测、食品工业等领域。本文合成了三种不同的分子印迹聚合物,并分别运用于对铜离子的吸附分离、对尿素的吸附研究以及对烟酸浓度的检测研究等方面,研究获得满意的结果。
本文分为三部分:
(1)以铜离子为印迹离子,以4-乙烯基吡啶为功能单体,在引发剂偶氮二异丁腈作用下,与交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯进行溶液聚合,得到铜离子印迹聚合物吸附剂,用盐酸进行洗脱;采用均匀设计法确定印迹聚合物吸附剂的最佳制备条件,利用红外光谱仪、X-射线衍射仪、扫描电镜、差示扫描量热仪等手段,对铜金属离子印迹聚合物吸附剂的结构进行表征。并用静态和动态法分析研究铜金属离子印迹聚合物吸附剂的吸附性能和选择性。结果表明,与非印迹聚合物吸附剂相比,铜离子印迹聚合物吸附剂对铜离子具有较好的选择性识别能力。
(2)以尿素与铜离子配合物为印迹分子,以壳聚糖为原料,利用壳聚糖结构中的氨基与尿素铜配合物中铜离子形成配位键,在戊二醛交联作用下,得到含尿素铜配合物的交联壳聚糖树脂,再用稀酸将Cu<2+>和尿素配合物洗脱下来,从而获得尿素铜配合物印迹交联壳聚糖树脂。采用正交实验L<,9>(3<4>)确定印迹聚合物吸附剂的最佳制备条件,利用红外光谱仪、X-射线衍射仪、扫描电镜、差示扫描量热仪等手段,对印迹聚合物吸附剂的结构进行表征。研究了溶液的酸度、尿素浓度、铜离子浓度对配合物分子印迹交联壳聚糖树脂对尿素吸附的影响,以及树脂的选择吸附性以及树脂的吸附动力学特性。结果显示,配合物分子印迹交联壳聚糖树脂对尿素具有良好的吸附特性。
(3)利用电化学聚合技术,以邻氨基苯酚作为聚合单体,烟酸作为模板分子,进行烟酸分子印迹电化学传感器研究。采用恒电位计时安培法以铁氰化钾为电活性探针分子对烟酸实现了间接,快速的测定。检测的线性范围为2.00-5.00mmol/L。该印迹电极的响应时间较短(约10分钟),满足了传感器的快速响应要求。识别过程中主要驱动力是疏水作用和空腔匹配作用。加标回收实验表明,该印迹敏感膜电极对烟酸的测定具有较高的准确度(回收率达到92%以上),结果令人满意。