磺胺嘧啶分子印跡聚合物的計算機(jī)模擬、制備及性能研究.pdf

1、分子印跡聚合物(MIPs)是利用分子印跡技術(shù)(MIT)制備的能夠“記憶”目標(biāo)分子的形狀、大小和特定官能團(tuán)的一種新型智能材料。近十幾年來，MIPs的研究在制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域均取得了豐碩的成果，但對MIPs識別機(jī)理的研究相對較少。本論文以工業(yè)水處理中難去除的磺胺嘧啶(SDZ)為模板分子，采用計算機(jī)模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，設(shè)計合成了兩類磺胺嘧啶印跡聚合物(SDZ-MIPs)，并對SDZ-MIPs的吸附性能和物理化學(xué)性能進(jìn)行了系列研究。本論文主

2、要包括以下三個方面:
　　(1)采用量子化學(xué)和分子動力學(xué)兩種分子模擬法相結(jié)合的方法對SDZ印跡預(yù)組裝體系進(jìn)行模擬計算。量子化學(xué)法精度高，通過計算模板分子與功能單體形成復(fù)合物之間的相互作用力，篩選單體以及確定印跡識別位點(diǎn)。分子動力學(xué)方法考慮時間、溫度、壓力等實(shí)際因素，更加接近真實(shí)體系，通過模擬SDZ印跡預(yù)組裝體系，考察模板分子-功能單體比例對印跡效果的影響。模擬結(jié)果表明:4VP、MAA共用功能單體組合相比于4VP、AM共用功能單體組

3、合更加適用于SDZ-MIPs制備，SDZ∶4VP∶ MAA比例為1∶4∶4時印跡預(yù)組裝體系模擬效果優(yōu)于比例1∶2∶2和1∶8∶8。
　　(2)以六鈦酸鉀晶須為載體制備不同配比的SDZ-MIPs印跡復(fù)合材料，通過分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計算機(jī)模擬結(jié)果，確定最優(yōu)印跡預(yù)組裝體系。對最優(yōu)的SDZ-MIPs進(jìn)行了一系列物化性能和吸附擬合的研究，結(jié)果表明SDZ-MIPs吸附過程符合準(zhǔn)二階吸附動力學(xué)模型，而非印跡聚合物(NIPs)則符合準(zhǔn)一階吸附動力學(xué)模

4、型;Freundlich模型可以很好描述SDZ-MIPs吸附等溫線，而NIPs吸附等溫線則符合Langmuir模型。吸附模型擬合結(jié)果表明SDZ-MIPs和NIPs吸附機(jī)理的不同。
　　(3)根據(jù)最優(yōu)印跡預(yù)組裝體系，引入溫敏性單體N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)和親水性交聯(lián)劑N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)制備不同交聯(lián)劑配比的磺胺嘧啶溫敏性分子印跡聚合物(SDZ-TMIPs)。結(jié)果表明，引入NIPAM可以賦予SDZ-MIPs溫度

5、響應(yīng)性識別能力;適量的MBA可以增強(qiáng)SDZ-TMIPs的表面親水性和選擇性吸附能力，但只以MBA用作交聯(lián)劑會導(dǎo)致選擇性吸附能力大幅下降;以EGDMA和MBA為復(fù)合交聯(lián)劑成功合成SDZ-TMIPs，在35℃達(dá)到最大吸附量(3.847 mg g-1)。將SDZ-TMIPs應(yīng)用于真實(shí)水樣品中SDZ的選擇性分離、富集和檢測，結(jié)果較為理想。
　　本論文結(jié)合量子化學(xué)和分子動力學(xué)兩種計算機(jī)模擬技術(shù)應(yīng)用于SDZ-MIPs的設(shè)計，對磺胺類藥物MIP