【摘 要】
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芳香酸是一类重要的精细化学产品,在工业生产中被广泛使用,因此芳香酸废水来源广泛,对自然环境和人体健康造成巨大危害,但是也存在很大的回收利用价值。磺柳酸(SSA)是一种典型的结构复杂的芳香酸。因此,为了分质回收废水中的SSA,需要制备一种具有选择吸附能力的材料。本论文运用Gaussian 09进行计算模拟,选择DFT、B3LYP/6-31G(d,p)方法,筛选合适的功能单体,并优化合成条件,制备了具
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芳香酸是一类重要的精细化学产品,在工业生产中被广泛使用,因此芳香酸废水来源广泛,对自然环境和人体健康造成巨大危害,但是也存在很大的回收利用价值。磺柳酸（SSA）是一种典型的结构复杂的芳香酸。因此,为了分质回收废水中的SSA,需要制备一种具有选择吸附能力的材料。本论文运用Gaussian 09进行计算模拟,选择DFT、B3LYP/6-31G（d,p）方法,筛选合适的功能单体,并优化合成条件,制备了具有三种功能基的MIP-4和非印迹树脂NIP-4,以及仅具有一种功能基的印迹树脂MIP-1、MIP-2和MIP-3和对应的NIPs。采用MIP-4和NIP-4对SSA进行静态吸附试验,研究pH、温度、盐含量和反应时间对两种树脂吸附性能的影响。考察了MIP-4和NIP-4的选择吸附性能,探讨竞争物的三维结构和官能团对树脂吸附SSA的竞争效应。比较研究了多功能基树脂与单一功能基树脂的印迹效果,验证计算模拟的合理性。计算模拟结果表明,N-甲基丙烯胺（G1）、二烯丙基胺（G12）、三烯丙基胺（G13）是制备SSA印迹材料的最佳复合功能单体。G1、G12、G13与对应的SSA上的-OH、-COOH和-SO3H之间的相互作用分别属于静电主导的中等强度氢键、静电主导的中等强度氢键和较强的非氢键静电作用。静态吸附实验结果表明,吸附的最佳pH值在2.2左右;吸附等温线符合Langmuir模型,吸附是自发进行的放热过程;准二级动力学模型能较好地拟合动力学曲线,颗粒内扩散并不是唯一的速率限制步骤,传质还受液膜扩散、化学反应等因素的影响;水中共存的氯化钠和硫酸钠对树脂吸附SSA有抑制作用,MIP-4的抗无机盐干扰能力优于NIP-4;采用8%的NaOH乙醇水溶液（V:V=1:1）能够实现树脂的有效再生,五次循环吸附-脱附实验表明树脂稳定性良好。选择吸附实验结果表明,在单一组分溶液中,MIP-4对水杨酸（SA）、苯酚（PH）和苯甲酸（BA）的识别能力强于NIP-4,而其对对羟基苯甲酸（PHBA）、苯磺酸（BSA）和对甲苯磺酸（PTSA）的识别能力弱于NIP-4;在二元组分溶液中,相比NIP-4,MIP-4展现出对SSA优良的选择吸附性能;在SSA-BSA二元组分溶液动态吸附中,MIP-4对SSA的分质回收效果优于NIP-4。印迹效果对比实验结果表明,在单一组分溶液中,多功能基树脂MIP-4的印迹因子均较大,比单一功能基树脂MIP-1、MIP-2、MIP-3体现出更好的识别性能;在二元组分溶液中,MIP-4的相对选择吸附系数皆大于MIP-1、MIP-2和MIP-3,表明MIP-4具有更好选择吸附性能。
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