铁离子印迹材料的制备及其性能研究
发布时间：2020-05-07 19:48
【摘要】：离子印迹技术是以特定离子为模板,制备出对目标离子具有专一选择识别能力的聚合物新型技术,在分离纯化、免疫检测、模拟酶催化剂和痕量分析等领域展现出广阔的应用前景。在痕量和超痕量分析中利用离子印迹技术,使化学分离及预富集技术得到重大突破。本文旨在研发出一种具有优秀选择性的有机/无机材料,为高效分离铁离子提供新的手段和思路。本文根据硅胶表面修饰的分子印迹技术的思路,提出了一种基于硅胶表面修饰的离子印迹技术。通过表面接枝印迹法,先将γ-巯丙基三甲氧基硅烷接枝到经盐酸活化的硅胶微粒上,然后以Fe~(3+)为模板离子,在交联剂环氧氯丙烷的参与下,通过配位键的作用,得到铁离子印迹材料IIP-MPMS/SiO_2,研究考察了反应时间、反应温度、交联剂的种类、不同溶剂和模板离子加入顺序等因素对印迹反应的影响。并利用傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、热重分析仪对印迹材料进行了表征,结果表明,IIP-MPMS/SiO_2成功制备。采用上面方法制得表面带有巯基的改性硅胶MPMS/SiO_2,将功能单体甲基丙烯酸通过引发剂过硫酸铵的作用下,接枝于改性硅胶MPMS/SiO_2表面,得到微粒PMAA/SiO_2,然后在水溶液里以Fe~(3+)为模板离子,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,实施了对硅胶表面的高分子链PMAA的表面印迹,制得铁离子印迹材料IIP-PMAA/SiO_2。探讨了反应温度、反应时间和PMAA与交联剂投料比等主要因素对合成反应的影响。通过静态法研究了上述两种印迹材料对Fe~(3+)的结合特性,结果表明,制得的印迹材料对Fe~(3+)具有较强的选择识别能力,主要表现在两方面:(1)对 Fe~(3+)的结合量很大,IIP-MPMS/SiO_2和 IIP-PMAA/SiO_2对Fe~(3+)的饱和吸附量分别为11.20 mg/g和26.80 mg/g(2)对Fe~(3+)的选择性强,以IIP-MPMS/SiO_2为吸附剂时,Fe~(3+)相对于Pb~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)的相对选择性系数分别为4.58、2.06、4.43、7.34,以IIP-PMAA/SiO_2 为吸附剂时,Fe~(3+)相对于 Pb~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)的相对选择性系数分别为23.84、16.92、6.75、2.99,同时两种印迹材料经盐酸洗脱后再生吸附性能也很稳定,重复使用10次吸附量仍保持在91%以上。采用Scatchard分析对两种印迹硅胶的吸附机理进行研究。结果证实在选定的浓度范围内,IIP-MPMS/SiO_2与Fe~(3+)存在单一的结合方式,而IIP-PMA/SiO_2与Fe~(3+)存在着两种不同的结合方式,这与其具备两种结合位点有关。
【图文】：
（３）洗脱，洗脱作为是否能成功制备印迹聚合物的关键一步，该步骤必须选逡逑择最佳浓度的洗脱剂将印迹离子解吸出来，这样，可以在模板材料上与模板离子逡逑结合，与模板离子相匹配，形成三维空腔，实现模板离子的选择性识别。图１－１生逡逑动的解释了表面印迹技术的原理。由以上过程可以看出，三个主要步骤决定了聚逡逑合物吸附性能和选择性能的好坏，这是其成功制备的基本保证。同时，在制备印逡逑迹聚合物的反应过程中，目标离子和合适的功能单体是通过配位键紧密结合在一逡逑起。它的选择性主要受金属配合物的几何构型和配位数、金属离子的数目及金属逡逑离子的大小的影响［５３］。逡逑Ｓｉ０２邋ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｏｒ逡逑Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ邋ｍｉｃｒｏｓｐｈ＾ｒｅ逦Ｇｒａｆｔｅｄ邋ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ邋ｐｏｌｙｍｅｒ逡逑ｖ逡逑＿逦Ａｄｓｏｒｂｉｎｇ邋＿逦ｗｈｈｃＳｍｋｅｒ逡逑Ｒ－ｅｍｏｖｍｇ逡逑多邋ｉ逦么邋Ｉ邋＼邋＾＾Ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｒ逡逑Ｒｅｂｉｎｄｉ
Ｆｉｇ．２－１邋Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ邋ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ邋ｏｆ邋ｉｏｎ－ｉｍｐｒｉｎｔｅｄ邋ｐｏｌｙｍｅｒ邋ＩＩＰ－ＭＰＭＳ／Ｓｉ0２逡逑．１．２确定反应时间逡逑称取不同反应时间得到的聚合物ＩＩＰ－ＭＰＭＳ／Ｓｉ０２置于一定浓度的Ｆｅ３＋中，d拱栉揭欢问奔淙∩锨逡汗瞬馓胱优ǘ龋扑愠鼍酆衔锏奈接κ奔湮嶂幔搅课葜幔隽秸咧涞淖晖迹秸吖叵等缤迹玻保靛邋五义希
本文编号：2653466
【图文】：
（３）洗脱，洗脱作为是否能成功制备印迹聚合物的关键一步，该步骤必须选逡逑择最佳浓度的洗脱剂将印迹离子解吸出来，这样，可以在模板材料上与模板离子逡逑结合，与模板离子相匹配，形成三维空腔，实现模板离子的选择性识别。图１－１生逡逑动的解释了表面印迹技术的原理。由以上过程可以看出，三个主要步骤决定了聚逡逑合物吸附性能和选择性能的好坏，这是其成功制备的基本保证。同时，在制备印逡逑迹聚合物的反应过程中，目标离子和合适的功能单体是通过配位键紧密结合在一逡逑起。它的选择性主要受金属配合物的几何构型和配位数、金属离子的数目及金属逡逑离子的大小的影响［５３］。逡逑Ｓｉ０２邋ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｏｒ逡逑Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ邋ｍｉｃｒｏｓｐｈ＾ｒｅ逦Ｇｒａｆｔｅｄ邋ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ邋ｐｏｌｙｍｅｒ逡逑ｖ逡逑＿逦Ａｄｓｏｒｂｉｎｇ邋＿逦ｗｈｈｃＳｍｋｅｒ逡逑Ｒ－ｅｍｏｖｍｇ逡逑多邋ｉ逦么邋Ｉ邋＼邋＾＾Ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｒ逡逑Ｒｅｂｉｎｄｉ
Ｆｉｇ．２－１邋Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ邋ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ邋ｏｆ邋ｉｏｎ－ｉｍｐｒｉｎｔｅｄ邋ｐｏｌｙｍｅｒ邋ＩＩＰ－ＭＰＭＳ／Ｓｉ0２逡逑．１．２确定反应时间逡逑称取不同反应时间得到的聚合物ＩＩＰ－ＭＰＭＳ／Ｓｉ０２置于一定浓度的Ｆｅ３＋中，d拱栉揭欢问奔淙∩锨逡汗瞬馓胱优ǘ龋扑愠鼍酆衔锏奈接κ奔湮嶂幔搅课葜幔隽秸咧涞淖晖迹秸吖叵等缤迹玻保靛邋五义希
本文编号：2653466
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/2653466.html
教材专著
