新型分子印迹聚合物的合成及性能研究

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分子印迹聚合物是人工合成的对某一特定目标分子具有特异亲和力和高选择性的新型材料。该聚合物由模板分子和功能单体形成复合物,加入交联剂进行聚合,然后将模板分子洗脱,这样就在高聚物中形成了与模板分子在形状、大小和空间结构上完全匹配的三维孔穴。分子印迹聚合物兼具耐酸碱、高温、高压能力强,易于制备,可重复使用等优点,使其在固相萃取、传感器、缓控释药物、色谱、酶催化等领域得到了广泛的应用。本论文成功合成了三种新型分子印迹聚合物材料,并通过一系列实验手段验证了各印迹聚合物均对其目标分子有较好的选择识别性能。主要研究内容可分为以下三个部分:(1)以邻氨基酚为模板分子,α-甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,在乙腈溶液中合成了邻氨基酚的分子印迹聚合物。通过静态平衡吸附实验以及选择性实验研究了印迹聚合物的吸附能力、结合动力学和选择特性。采用Scatchard模型评价了印迹聚合物的结合特性,分析了邻氨基酚和MAA之间通过离子键和氢键形成的两类结合位点。结果表明,该印迹聚合物对邻氨基酚具有较高的亲和性和特异性识别能力。(2)以乙酰苯胺为模板分子,α-甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,采用沉淀聚合的方法制备了乙酰苯胺分子印迹聚合物。考察了采用不同比例的模板分子与功能单体所合成的印迹聚合物对乙酰苯胺的吸附量,分析得到最佳配比为n(acetanilide):n(MAA)=1:4。通过Scatchard分析,表明模板分子乙酰苯胺和功能单体MAA之间存在一类等价的结合位点,其结合位点的离解常数KD=3.7mmol/L,最大表观结合量Qmax=106.04μmol/g。(3)以间苯二酚为模板分子,4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,采用沉淀聚合法合成分子印迹聚合物。通过静态平衡吸附实验和选择性实验考察了印迹聚合物的吸附性能和选择性,采用Scatchard模型研究了印迹聚合物的结合特性,并考察了印迹聚合物对同类底物吸附特异性。结果显示,该印迹聚合物对间苯二酚呈现出良好的吸附能力和选择性。本研究为这三种新型分子印迹聚合物在环境和食品中的分离、检测应用奠定了良好的理论基础。
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