瓜環(huán)基聚合物的合成及在水處理中的應用.pdf

1、瓜環(huán)（Cucurbiturils）是超分子化學中繼環(huán)糊精、冠醚及杯芳烴之后發(fā)展起來的更易合成的有應用前景的化合物，是一類高度對稱的桶狀大環(huán)有機分子，因其外形酷似葫蘆，故又名葫蘆脲。瓜環(huán)與環(huán)糊精、冠醚和杯芳烴等相比，瓜環(huán)的結構具有剛性，因此能夠容納各種金屬離子，而且還是良好的供電子基。由于瓜環(huán)在分子識別、分子組裝、催化、生物化學和藥物化學和環(huán)境污染治理等方面具有廣泛的應用前景，所以越來越受世界各國研究人員的關注。
　　瓜環(huán)的特殊結構

2、使其具有很好的化學穩(wěn)定性，很難改性;同時其溶解性也很差，不溶于弱酸性、中性或堿性水溶液，在一般的有機溶劑中也不溶，從而導致了瓜環(huán)的研究與應用大大的受到限制。因此如何有效的對瓜環(huán)改性，制備出瓜環(huán)衍生物，擴大其應用領域已成為各國研究人員的研究熱點。
　　瓜環(huán)系列化合物具有疏水性的內(nèi)腔和親水性的外腔，可容納有機和無機物;瓜環(huán)結構具有剛性，對污染物具有選擇性、專一性;瓜環(huán)空腔的端口處，具有多個可形成陽離子鍵合位點的羰基，通過離子-偶極間作

3、用力和脲羰基的氫鍵作用來鍵合其他分子或離子等質(zhì)點，可吸附各種離子化合物和高極性化合物，使瓜環(huán)在環(huán)境污染控制等領域有著廣泛的應用前景。但是在處理廢水時，由于水中的酸和陽離子增大了瓜環(huán)的溶解度，使其作為吸附劑處理廢水的效率并不高。
　　本實驗采用室溫下自然反應法合成六元瓜環(huán)，再進行羥基化和烯氧基化，得到烯氧基瓜環(huán)。之后將烯氧基瓜環(huán)和1，2-乙二硫醇在微波無極燈條件下發(fā)生光聚合，最終生成納米級囊泡狀的瓜環(huán)基聚合物。同時考察了聚合反應的宏

4、觀動力學和光敏劑對聚合反應的影響。結果表明此聚合反應過程符合一級反應動力學模型，當烯氧基瓜環(huán)和乙二硫醇的投料比小于等于0.211時，此聚合反應可不用添加光敏劑。
　　本實驗還考察了瓜環(huán)基聚合物對亞甲基藍和磺胺間甲氧嘧啶的吸附性能。結果表明瓜環(huán)基聚合物對亞甲基藍的吸附過程符合二級動力學方程，顆粒內(nèi)擴散不是吸附的控制步驟;當亞甲基藍溶液的pH升高時，瓜環(huán)基聚合物的平衡吸附量隨之增大;陰離子和陽離子會的降低聚合物對亞甲基藍的吸附量，影響

5、程度最大陰離子和陽離子分別為SO42-和K+;吸附平衡等溫模型更符合Langmuir吸附等溫模型。聚合物對磺胺間甲氧嘧啶(SMM)的吸附過程符合二級動力學模型，不能用顆粒內(nèi)擴散方程描述;聚合物在酸性條件下對SMM的吸附量要大于堿性條件;不同溫度的吸附平衡實驗表明吸附平衡等溫線可被Freundlich吸附等溫方程式和Henry方程式較好的擬合，而且吸附量隨著溫度的升高而減少，說明該吸附過程是一個放熱過程。最佳吸附條件是:SMM溶液的pH在