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功能化聚甲基丙烯酸酯树脂的制备与应用

功能化聚甲基丙烯酸酯树脂的制备与应用

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作者：王海平北方民族大学

学位级别：硕士

近年来聚甲基丙烯酸酯吸附树脂凭借其卓越的化学稳定性、较高比表面积、发达的孔隙结构以及表面丰富的官能团等特性,在制药、环境污染治理以及食品加工等领域得到了广泛应用。然而大部分聚丙烯酸类微球的功能比较单一,使其在应用方面受... 详细信息

近年来聚甲基丙烯酸酯吸附树脂凭借其卓越的化学稳定性、较高比表面积、发达的孔隙结构以及表面丰富的官能团等特性,在制药、环境污染治理以及食品加工等领域得到了广泛应用。然而大部分聚丙烯酸类微球的功能比较单一,使其在应用方面受到了一定的限制。针对这一问题,我们以聚甲基丙烯酸酯树脂为基质,制备了分子印迹聚合物（MIP）,成功实现了对环境污染物的检测和富集,为环境保护和食品安全监测提供了有力支持;并且制备了中空或各向异性（Janus）的二氧化硅（SiO）微粒,为新材料的开发和应用奠定了基础。主要工作如下:（1）采用表面引发原子转移自由基聚合反应（SI-ATRP）制备分子印迹树脂及塑料制品中双酚A（BPA）的富集应用。首先以单分散聚（甲基丙烯酸缩水甘油酯-交联-乙二醇二甲基丙烯酸酯）微球(poly（GMA-co-EDMA）)为基质,BPA作为模板分子,4-乙烯基吡啶（4-VP）作为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）为交联剂,采用SI-ATRP技术制备分子印迹树脂。然后对BPA的吸附容量进行了测定,MIP的吸附动力学分析得出吸附平衡时间为25 min,符合准二级动力学模型,静态吸附实验结果符合Langmuir吸附模型,显示最大吸附容量为387.2μmol/g。通过固相萃取法对实际样品进行了富集,并采用高效液相色谱（HPLC）进行了分析,在0.015～24μg/m L的线性范围内,实际样品的加标回收率为92.6%～97.4%,相对标准偏差为1.1%～6.4%,因此MIP的优良性能表明其在实际应用中对BPA具有很高的富集潜力。（2）复合碳点（CD）的双功能分子印迹树脂的制备及检测和吸附蔬菜中的2-甲基-4-氯苯氧乙酸（MCPA）。首先以柠檬酸和尿素为原料合成了可以被MCPA荧光猝灭的蓝色荧光CD。然后以poly（GMA-co-EDMA）为基质,以4-VP为功能单体,EDMA为交联剂,并包覆了CD,通过SI-ATRP制备了对MCPA具有检测和吸附的双功能的分子印迹材料（CD@MIP）。通过等温吸附实验确定了CD@MIP对MCPA的最大吸附量为93.9 mg/g,并符合Langmuir吸附模型,动力学实验结果显示,在30 min内达到吸附平衡,表现出较快的吸附速率,并与准二级动力学吸附模型相符。荧光实验表明CD@MIP在0～80μmol/L范围内具有良好的线性关系。采用HPLC分析了卷心菜实际样品,在0.02～15μg/m L的线性范围内,回收率为90.5%～98%,相对标准偏差为1.5%～5.9%。这些结果表明CD@MIP具有优异性能,可以实现MCPA的富集和检测。（3）基于氨化聚甲基丙烯酸酯树脂制备Janus粒子及中空硅球。以氨化的poly（GMA-co-EDMA）为前驱体,正硅酸乙酯为硅源,在水-乙醇体系制备了微米级单分散SiO微球,并通过高温处理得到了单分散中空SiO微球。另外在水-甲苯体系制备了部分包覆SiO的微米级单分散Janus粒子。

关键词：聚甲基丙烯酸酯树脂分子印迹聚合物表面引发原子转移自由基聚合吸附材料荧光检测

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