基于相轉(zhuǎn)化技術(shù)醋酸纖維素分子印跡膜的制備及選擇性分離水楊酸的性能研究.pdf

1、水楊酸（Salicylic Acid，SA）因其具備殺菌抗炎作用，被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品和染料等精細工業(yè)領(lǐng)域中。而且SA是一種非常重要的有機合成原料，每年生產(chǎn)和使用大量SA，致使產(chǎn)生大量的含SA的生產(chǎn)、醫(yī)藥和生活污水，但由于污水處理設(shè)備是有一定負荷的，難以完全去除SA，則有大量SA進入了水體環(huán)境中。人體如果長期接觸SA會出現(xiàn)皮膚灼傷、眼損害、頭暈、抽搐以及呼吸道、消化道中粘膜受刺激內(nèi)出血等問題，因此對環(huán)境水體中的SA進行有效地分離十

2、分必要，需尋求出一種在廢水中分離SA的方法。分子印跡膜（Molecular Imprinted Membrane，MIM）是利用分子印跡技術(shù)結(jié)合膜技術(shù)發(fā)展起來的新型膜材料，可用于水處理技術(shù)中，其對不同分析物進行特定識別分離，具有連續(xù)性、選擇性、穩(wěn)定性和節(jié)能性等特點，其應(yīng)用前景非?？捎^。相轉(zhuǎn)化技術(shù)以其常溫下操作、高效率、可擴展性和可控性等優(yōu)點在制備耐溶劑的MIM方面成為具有廣闊前景的有效方法。本研究選取SA為模板分子，采用相轉(zhuǎn)化技術(shù)制備一

3、系列分子印跡膜，深入研究其對SA的選擇性識別和分離行為。具體工作如下：
　　首先，本實驗以醋酸纖維素（CA）粉末為膜基質(zhì)材料，SA為模板分子，聚乙烯亞胺（PEI）為功能聚合物，異氰酸酯為交聯(lián)劑，二甲基亞砜（DMSO）為溶劑，采用相轉(zhuǎn)化技術(shù)制備了CA分子印跡膜（CA-MIM），然后在其表面修飾上親水性納米二氧化鈦顆粒（TiO2），獲得修飾后的CA分子印跡膜（CA/TiO2-MIM）。掃描電鏡結(jié)果表明CA/TiO2-MIM制備成功，修

4、飾的TiO2的量對膜的吸附量有一定的影響。準二級動力學(xué)方程和Langmuir等溫模型分別能更好地與CA/TiO2-MIM吸附SA的動力學(xué)和等溫吸附實驗數(shù)據(jù)相擬合。此外，相比于SA的結(jié)構(gòu)類似物對羥基苯甲酸（p-HB）和水楊酸甲酯（MS），該CA/TiO2-MIM對SA具有強的印跡識別選擇能力，且此膜的膜通量也呈現(xiàn)出較高的數(shù)值。
　　其次，通過相轉(zhuǎn)化技術(shù)成功制備醋酸纖維素分子印跡膜（CA/SPS+[BMIM]Cl-MIM），其中CA作

5、為膜基質(zhì)，磺化聚砜（SPS）作為功能聚合物，SA作為模板分子和離子液體氯化1-正丁基-3-甲基咪唑（[BMIM]Cl）作為添加劑。研究了添加劑[BMIM]Cl對膜性吸附SA的性能影響。采取掃描電鏡和拉曼光譜對制備的CA/SPS+[BMIM]Cl-MIM進行了表CA/SPS+[BMIM]Cl-MIM對SA的動力學(xué)吸附數(shù)據(jù)符合準二級動力學(xué)方程。Langmuir等溫模型能較好的擬合膜等溫試驗數(shù)據(jù)。此外，CA/SPS+[BMIM]Cl-MIM對

6、SA的分離因子（a）相對于p-HB達到5.8549，且對SA的滲透行為符合延遲滲透機理。
　　最后，本實驗以CA作為膜基質(zhì)，SA作為模板分子，殼聚糖（CHI）作為功能聚合物和殼聚糖改性后的碳納米管（CHI-wrapped MWCNTs）作為添加劑，采用相轉(zhuǎn)化技術(shù)制備了醋酸纖維素分子印跡膜（M-MIM）。通過紅外、拉曼、熱重和掃描電鏡表征，結(jié)果表明含有2.0wt.％CHI-wrapped MWCNTs的M-MIM為最佳膜，擁有更規(guī)律