抗蚜威表面印跡材料的制備及其識別特性.pdf

1、隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，在農(nóng)田和園林中大量使用農(nóng)藥，造成了對水體的嚴(yán)重污染，嚴(yán)重威脅著人體的健康。對水體中的殘留農(nóng)藥濃度進(jìn)行有效的檢測和監(jiān)控，對水環(huán)境的保護(hù)具有重要的意義。但水體中樣品往往成分復(fù)雜，對待測物的分析會產(chǎn)生各種干擾。因此，科學(xué)地設(shè)計(jì)和制備對農(nóng)藥化合物具有特異吸附性能的固體材料進(jìn)行固相萃取處理，從而有效地監(jiān)控水體中的農(nóng)藥含量，對于環(huán)境保護(hù)具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。本研究正是圍繞這一課題設(shè)計(jì)表面印跡材料，制備對抗蚜威具有識別特性

2、的吸附材料。 本文首先使用偶聯(lián)劑γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)對微米級硅膠進(jìn)行了表面化學(xué)改性，將雙鍵引至SiO2粒子表面，采用逐步接枝法將聚甲基丙烯酸(PMAA)接枝于硅膠微粒表面(“graft from”法)，制得了接枝微粒PMAA/SiO2；采用紅外光譜(FTIR)與熱重分析法(TG)對PMAA/SiO2的化學(xué)結(jié)構(gòu)與組成進(jìn)行了表征，用掃描電鏡(SEM)觀察了接枝微粒的形貌，較深入地探索了各種因素對接枝

3、度的影響。結(jié)果表明，采用“graft from”法可順利地將MAA接枝于硅膠微粒表面；在接枝聚合過程中，已接枝到硅膠表面的聚合物層對后續(xù)的接枝聚合會形成阻力。單體濃度、引發(fā)劑用量及溫度等因素都會對接枝聚合產(chǎn)生影響：接枝率隨單體濃度的增大而增大，當(dāng)單體濃度超過一定值時(ω≥3％)接枝率不再變化；隨引發(fā)劑用量的增大及溫度的升高，接枝率均會呈現(xiàn)先上升后下降的變化規(guī)律。制各高接枝率微粒的適宜條件為：溫度為70℃、單體濃度ω=3％、引發(fā)劑用量ω=

4、0.6％。 實(shí)驗(yàn)較深入地研究了接枝微粒PMAA/SiO2對抗蚜威的吸附機(jī)理，因?yàn)檫@是進(jìn)行分子表面印跡的基礎(chǔ)。采用紫外光譜法、Zeta電位測定法及靜態(tài)吸附法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，考察了溶劑種類、溫度、pH值及鹽度對吸附容量的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PMAA/SiO2對抗蚜威具有強(qiáng)的吸附作用，吸附的驅(qū)動力是氫鍵、靜電以及疏水相互作用三種作用的協(xié)同，其中主驅(qū)動力是靜電相互作用。介質(zhì)的pH值對PMAA/SiO2的吸附容量有很大影響，當(dāng)pH<8時

5、，吸附容量隨pH升高而增大；當(dāng)pH>8時，吸附容量隨pH升高而減小，在pH=8處，吸附容量最大。另外溫度升高，吸附容量減?。畸}度增大，吸附容量降低。 最后重點(diǎn)研究制備了抗蚜威分子表面印跡材料。以抗蚜威為模板分子，乙二醇二縮水甘油醚(EGDE)為交聯(lián)劑，通過氫鍵和靜電作用，對化學(xué)鍵合在硅膠表面的PMAA大分子鏈進(jìn)行了分子印跡，制備了抗蚜威分子表面印跡材料MIP-PMAA/SiO2?？疾炝薓IP-PMAA/SiO2對抗蚜威的特異識

6、別性能以及重復(fù)使用性能，并深入探討了主要印跡條件pH值、混合溶劑的組成以及交聯(lián)劑用量對印跡材料結(jié)合選擇性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，抗蚜威分子表面印跡材料MIP-PMAA/SiO2對抗蚜威具有優(yōu)良的結(jié)合性能和識別選擇性。與接枝微粒PMAA/SiO2相比較，雖然MIP-PMAA/SiO2對模板分子抗蚜威的吸附容量基本沒有變化，但結(jié)合選擇性卻大大提高。相對于參比物殘殺威，PMAA/SiO2對抗蚜威的吸附選擇系數(shù)為1.52，而印跡后則提高到12.

7、19；相對于參比物阿特拉津，MIP-PMAA/SiO2對抗蚜威的吸附選擇性系數(shù)從0.612提高到14.15。顯然，分子表面印跡材料MIP-PMAA/SiO2對抗蚜威具有很高的識別選擇性能。此外，以乙酸和甲醇的混合溶液為洗脫液，MIP-PMAA/SiO2還具有優(yōu)良的洗脫與再生性能，重復(fù)使用8次結(jié)合容量基本不變。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明主要印跡制備條件，如pH值、溶劑組成以及交聯(lián)劑用量對MIP-PMAA/SiO2的選擇性均有較大影響，當(dāng)pH=8，混合