陰離子單體表面引發(fā)接枝聚合法制備農藥分子表面印跡材料及其分子識別與結合特性研究.pdf

1、在現(xiàn)代農業(yè)技術中，廣泛使用各種高效的殺蟲劑與除草劑，而這些農藥化合物一般又難于降解，結果造成了在土壤中大量殘留與累積，設法從水環(huán)境中去除殘留農藥，是一項刻不容緩的環(huán)境治理課題。本課題采用新型表面分子印跡技術，制備高性能農藥分子表面印跡材料，深入研究對農藥分子的識別選擇性與結合親和性。本研究在采用分子印跡固相萃取技術去除水介質中的農藥污染物方面，具有明顯的創(chuàng)新性，也具有潛在的應用前景。
　　首先使用偶聯(lián)劑γ-氨丙基三甲氧基硅烷(AM

2、PS)制得改性硅膠微粒AMPS-SiO2；使的改性過后的硅膠微粒AMPS-SiO2表面的氨基與溶液中的過硫酸鹽構成氧化-還原引發(fā)體系，實施了對苯乙烯磺酸鈉(SSS)在硅膠微粒表面的高效引發(fā)接枝聚合，將陰離子聚電解質聚對苯乙烯磺酸鈉（PSSS）接枝于硅膠微粒表面，制得了接枝微粒PSSS/SiO2。深入研究了影響表面引發(fā)接枝聚合反應的主要因素，并最終確定了最佳接枝條件：溫度為40℃，單體濃度為12％，引發(fā)劑濃度為1.0wt%。在此條件下，可

3、制備出接枝度高達22.35mg/g的接枝微粒PSSS/SiO2。在此基礎上重點研究了接枝微粒PSSS/SiO2對抗蚜威分子的吸附特性與吸附機理。研究結果表明，接枝微粒PSSS/SiO2對抗蚜威分子具有很強的吸附作用，吸附的驅動力是靜電相互作用力。在抗蚜威溶液的pH=4時，接枝微粒PSSS/SiO2對抗蚜威的吸附容量最高。溫度對接枝微粒的吸附性能也產生很大的影響，吸附容量隨溫度的升高而降低。
　　接著以對苯乙烯磺酸鈉為功能單體，N,

4、N′-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，抗蚜威為模板分子，在pH=4的條件下，制得了抗蚜威表面印跡材料MIP-PSSS/SiO2。以殘殺威為對比物，采用靜態(tài)與動態(tài)兩種方法，考察研究了分子表面印跡材料MIP-PSSS/SiO2對抗蚜威的分子識別與結合性能。研究結果表明，印跡材料MIP-PSSS/SiO2對抗蚜威分子具有特異的識別選擇性與優(yōu)良的結合親和性。相對于殘殺威分子，抗蚜威印跡材料MIP-PSSS/SiO2對抗蚜威分子的識別選擇性系數(shù)為9.3

5、73，顯示出高的分子識別選擇性。此外，印跡材料MIP-PSSS/SiO2也具有良好的解吸性能，以稀NaOH水溶液為洗脫液，16個床體積內解吸率可達到99.67%。模板分子用量和交聯(lián)劑的用量對印跡材料的選擇性系數(shù)也有一定的影響，最佳單體與交聯(lián)劑物質量比值為5:1，最佳單體與模板分子物質量比值為4:1。
　　最后，通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，溶液的pH=2時接枝微粒PSSS/SiO2與特丁津分子之間產生最大靜電相互力。本研究又以阿特拉津為模板分

6、子，對苯乙烯磺酸鈉為功能單體，N,N′-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，在pH=2的水溶液體系中實施阿特拉津分子的表面印跡，成功制備得到了阿特拉津分子表面印跡材料MIP-PSSS/SiO2，并研究了阿特拉津印跡材料對模板分子阿特拉津的識別和結合特性。相對于對比物抗蚜威分子，印跡之前，NMIP-PSSS/SiO2對阿特拉津的吸附選擇系數(shù)僅為1.06，而印跡之后，分子印跡材料MIP-PSSS/SiO2的吸附選擇系數(shù)則提高至8.79，表明阿特拉津表