叶枯唑印迹聚合物的制备及性能研究

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农药作为农业生产的必需品之一,在我国粮食生产过程的病虫害防治方面起到了很大作用。叶枯唑是我国自主研发的、国际首创的新型杀菌剂,对水稻白叶枯病、细菌性叶斑病、柑桔溃疡病等病害的防治效果优良,但它在施用过程中会对环境造成污染,且残留在粮食、果蔬上会影响人体健康。因此研究叶枯唑残留的处理方法尤为必要。本研究以叶枯唑为模板分子,以交联剂、引发剂等为助剂,研制具有特异吸附性能的、成本低廉等特点的叶枯唑分子印迹迹聚合物,对于蔬菜水果农药残留处理及萃取分离,以及固相萃取推广与应用方面具有重要意义。本论文分别采用本体聚合法和水溶液悬浮聚合法,制备了叶枯唑分子印迹聚合物,研究了其选择性吸附性能并进行了表征,主要研究结果如下:(1)本体聚合法制备叶枯唑分子印迹聚合物的最佳工艺为:以甲醇为溶剂,用量为8.0%,选用丙烯酰胺(AM)为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDGMA)为交联剂,偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂制备效果最佳,通过分析单因素实验与正交实验的结果,确立功能单体、交联剂、引发剂的最佳用量。实验结果显示:叶枯唑模板分子:功能单体(AM):交联剂(EGDMA)=1:4:20(物质的量之比),使用甲醇作为溶剂,当引发剂(AIBN)的用量占功能单体的42%时,在温度为60℃时进行聚合为最佳。然后将所得聚合物经萃取洗脱模板分子,得到空腔聚合物MIPs,饱和吸附量最大,得到的吸附性能最优。(2)采用水溶液悬浮聚合法制备叶枯唑印迹聚合物的条件为:叶枯唑模板分子:功能单体(AM):交联剂(EGDMA)=1:4:20(物质的量之比),致孔剂为甲醇,分散剂选用聚乙烯醇,100r/min的搅拌速度,引发剂(AIBN)为单体质量分数的42%时为最佳,在温度为60℃时进行水浴聚合。制备得到平均粒径较小的MIMs,经过萃取洗脱模板分子后,得到空腔聚合物微球,饱和吸附量较大,吸附性能较高。(3)比较了两种方法所制备的叶枯唑分子印迹聚合物,对其选择吸附性能进行了表征,结论是:叶枯唑印迹聚合物MIPs、MIMs的萃取效率在使用无水甲醇作为萃取液时最佳;在无水甲醇作为萃取液时,叶枯唑印迹聚合物MIPs、MIMs在40℃温度下吸附24h后,吸附量达到最大,吸附性能最佳,饱和吸附量分别为82.54μmol/g、89.52μmol/g。在MIPs、MIMs表面的吸附位点具有均一选择性,它们的饱和吸附量分别为121.39μmol/g,130.17μmol/g。在弱极性的溶剂中,本体聚合法制备的叶枯唑分子印迹聚合物较为适合,而极性溶剂中适合使用水溶液悬浮聚合法得到的叶枯唑分子印迹聚合物。(4)叶枯唑分子印迹聚合物MIPs、MIMs的结构进行红外图谱分析得出,未萃取的叶枯唑分子印迹聚合物在3550 cm-1左右的N-H伸缩振动峰发生了红移,在3300 cm-1左右显示了出来;萃取后的叶枯唑分子印迹聚合物,3300 cm-1左右的N-H伸缩振动峰消失,与叶枯唑模板分子成互补结构;空白聚合物在3550 cm-1左右并没有明显的伸缩振动峰,3000 cm-1左右C-H伸缩振动明显;综合现象表明萃取前后N-H伸缩振动明显,在3100 cm-1-3550cm-1之间有氢键作用力。
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