毒性含氧酸根离子表面印迹材料的制备及其离子识别与结合特性研究

【摘要】随着全球工业化进程的推进，水体污染问题日益严重，尤其是一些毒性的含氧酸根离子对水质的污染已对人类的健康及水环境生态平衡造成了极大的威胁。因此，积极发展新技术与新材料，设法从水环境中去除毒性的含氧酸根离子，是一项刻不容缓的环境治理课题。本课题采用新型表面离子印迹技术，分别制备了铬酸根和钼酸根离子表面印迹材料，并深入研究了它们对模板离子的识别选择性与结合亲和性。本研究制得的印迹材料在去除水介质中的毒性含氧酸根离子方面，具有潜在的应用前景，对环境保护有重大的科学意义。首先，利用偶联剂γ-氨丙基三甲氧基硅烷（KH-540）对硅胶微粒进行表面改性，制得改性微粒AMPS-SiO2；使改性微粒表面的氨基与溶液中的过硫酸盐构成氧化-还原引发体系，实施单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）在硅胶微粒表面的高效接枝聚合，制得接枝微粒PDMAEMA/SiO2。采用多种手段对接枝微粒进行了表征，研究了主要因素对DMAEMA接枝聚合反应的影响规律，结果表明，氨基-过硫酸盐表面引发接枝聚合体系能有效地引发DMAEMA在硅胶微粒表面的接枝聚合，使用单体质量1.0%的过硫酸盐且在35℃的温度条件下，可制得接枝度为24g/100g的接枝微粒PDMAEMA/SiO2。又以环氧氯丙烷作为试剂，使接枝大分子PDMAEMA侧链的叔胺基团得以季铵化转变反应，实现了接枝微粒PDMAEMA/SiO2的季铵化转变，制得了功能复合微粒QPDMAEMA/SiO2。采用红外光谱法对复合微粒QPDMAEMA/SiO2进行了表征，考察了主要因素对该反应的影响规律，研究表明，以环氧氯丙烷兼作溶剂，在60℃下进行季铵化转变反应，可制得季铵化度为65%的制得了功能微粒QPDMAEMA/SiO2。以铬酸根离子为模板离子，1,6-己二胺为交联剂，对功能微粒表面的大分子链QPDMAEMA/SiO2进行了离子印迹，制备出铬酸根离子印迹材料IIP-QPDMAEMA/SiO2。采用静态法与动态法，分别考察研究了离子表面印迹材料IIP-QPDMAEMA/SiO2对铬酸根离子的结合性能与分子识别特性。实验结果表明，印迹材料IIP-QPDMAEMA/SiO2对铬酸根离子具有特异的识别选择性与优良的结合亲和性，相对于参比离子NO3-与HPO42-，CrO42-印迹材料IIP-QPDMAEMA/SiO2对CrO42-离子的识别选择性系数分别为8.39和10.02，显示出很高的离子识别能力。该离子印迹材料洗脱性能良好，以NaCl（pH=10）溶液作为洗脱液，在18个床体积内解吸率可达到97.6％。以钼酸根离子为模板离子，1,6-己二胺为交联剂，对功能微粒表面的大分子链QPDMAEMA/SiO2进行了离子印迹，制备出钼酸根离子印迹材料IIP-QPDMAEMA/SiO2。采用静态法与动态法，分别考察研究了离子表面印迹材料IIP-QPDMAEMA/SiO2对钼酸根离子的结合性能与分子识别特性。实验结果表明，印迹材料IIP-QPDMAEMA/SiO2对钼酸根离子具有特异的识别选择性与优良的结合亲和性，相对于对比离子WO42-和MnO4-，MoO42-印迹材料IIP-QPDMAEMA/SiO2对MoO42-离子的识别选择性系数分别为6.41和5.39；该离子印迹材料具有优良的洗脱性能，以NaCl（pH=10）溶液为洗脱液，22个床体积内解吸率可达98.04％。
【作者】李晓静；
【导师】高保娇；
【作者基本信息】中北大学，应用化学，2014，硕士
【关键词】离子表面印迹；甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯；接枝聚合；季铵化反应；含氧酸根离子；离子识别；

【参考文献】
[1]孙玉肖.低碳视角下的区域产学研合作创新绩效评价及影响机理研究[D].中北大学,技术经济及管理,2014,硕士.
[2]刘玥辛.论恶意诉讼的规制[D].吉林大学,诉讼法学,2014,硕士.
[3]胡贝克.美国华裔职业身份的演变与权利的争取[D].吉林大学,英语语言文学,2014,硕士.
[4]史玉丽.基于嵌入式的数据存储与通信模块的设计[D].内蒙古师范大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[5]姚鹏飞.汉代墓室中的车马出行图研究[D].东北师范大学,考古学及博物馆学,2012,硕士.
[6]李晓峰.天马—曲村晋侯墓地出土青铜器铭文集释[D].吉林大学,历史文献学,2004,硕士.
[7]王治权.XZY在线旅游公司创业商业计划书[D].电子科技大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[8]宋玉长,李本勇,王明华.数据仓库技术在银行的应用和发展[J].金卡工程,2002,02:9-15.
[9]鄢闻天.基于核心竞争力提升的外语培训企业品牌战略研究[D].内蒙古财经大学,企业管理,2012,硕士.
[10]盛小平,徐引篪,张峰.国内图书馆知识管理研究述评[J].中国图书馆学报,2004,04:72-76.
[11]李雅斐.场域视角下机关女职员网络消费行为研究[D].郑州大学,社会学,2013,硕士.
[12]聂玉波.论微博意见表达的价值取向与社会效应[D].东北师范大学,传播学,2012,硕士.
[13]王国玺.亚波长金属波导中的表面等离子体特性和调控的研究[D].中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）,2014.
[14]田苗苗.新型样品前处理方法在食品分析中的应用[D].吉林大学,2014.
[15]吴晓盈.公路交通标志与车辆的目标识别设计与实现[D].西安电子科技大学,计算机技术,2012,硕士.
[16]林国新,田业,钱未未.数据仓库中异构数据的资源整合及挖掘[J].电力信息化,2004,09:46-49.
[17]董鹏,张晓良.ERP生产计划模块的现状、问题及优化研究(下)[J].家电科技,2013,09:75-78.
[18]李叶海.基于ABAQUS界面裂纹扩展的模拟冰型分析[D].南京航空航天大学,工程力学,2012,硕士.
[19]徐斌.电化学预处理玉米秸秆的研究[D].中国地质大学（北京）,环境科学与工程,2014,硕士.
[20]秦亚萍.基于LBS的移动订餐系统的设计与实现[D].华中师范大学,电路与系统,2014,硕士.
[21]刘海亭.深厚富水基岩非均质冻结壁力学特性研究[D].西安科技大学,岩土工程,2013,硕士.
[22]邢晶.光伏并网发电系统中最大功率点跟踪算法的研究[D].浙江理工大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[23]马慧峰.中国制造业集聚时空演化及其影响因素研究[D].内蒙古大学,区域经济学,2014,硕士.
[24]孟晓风,王行仁,黄俊钦.最小二乘估计的HOUSEHOLDER变换快速递推算法[J].自动化学报,1994,01:20-28.
[25]赵乐.事故工况下对熔盐堆的耦合动力学分析[D].南京航空航天大学,核技术及应用,2013,硕士.
[26]刘燕,邹赛德,何建璋,周毅,练伟.论高等医药院校计算机相关课程设置重构[J].医学信息,2005,04:300-302.
[27]陈森.加速器驱动铅铋冷却自然循环次临界堆无保护瞬态分析研究[D].中国科学技术大学,核能科学与工程,2014,硕士.
[28]吴慧迪.临床医生心理应激评定量表的编制[D].鲁东大学,基础心理学,2013,硕士.
[29]何慧.任务型教学法在高中英语阅读教学中的应用研究[D].内蒙古师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[30]许奇.城市轨道交通站台乘客拥挤感知及行为动力学建模[D].北京交通大学,2014.
[31]张亚.2型糖尿病患者失眠的松静功疗法干预效果评价[D].成都中医药大学,中西医结合基础,2012,硕士.
[32]张良.贪污罪共同犯罪问题研究[D].中国政法大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[33]王静.沁水盆地煤层气产出水灌溉对土壤和作物影响研究[D].中国矿业大学,环境科学,2014,硕士.
[34]侯谨妍.智能交通中车牌识别关键技术算法研究[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[35]陆乃炎.基于Android平台的施工项目成本信息管理系统研究[D].中国矿业大学,工程管理,2014,硕士.
[36]张剑.直流偏磁条件下变压器振动噪声的多物理场耦合研究[D].沈阳工业大学,电机与电器,2013,硕士.
[37]刘洋.我国政府与非政府组织间关系研究[D].湖北大学,行政管理,2012,硕士.
[38]王卓.Study on the Relationship between Intercultural Sensitivity and Psychological Well-being Based on an Investigation in Chinese Overseas Students in Australia[D].西安外国语大学,英语语言文学,2014,硕士.
[39]何术林.明清时期乌江流域水旱灾害的初步研究[D].西南大学,历史地理学,2013,硕士.
[40]冯玉玲,汪剑波,李霜.固体物理课程建设的探索和实践[J].长春理工大学学报,2012,11:222-223.
[41]王研.牛病毒性腹泻黏膜病实用诊断方法的建立[D].西南民族大学,预防兽医学,2013,硕士.
[42]冯霄.8型腺相关病毒所介导的GDNF与产酶基因对6-OHDA损伤帕金森大鼠模型的保护与恢复性研究[D].吉林大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[43]胡筱琳.价格挤压的反垄断法定位[D].中国政法大学,经济法学,2013,硕士.
[44]刘凤娟.基于WebGIS的金融监管系统的研究与开发[D].华北电力大学（北京）,计算机应用技术,2004,硕士.
[45]陈小毅.蓄电池型脉冲强磁场电源的大电流测量研究[D].华中科技大学,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[46]朱莉.数据挖掘与企业竞争优势[J].情报杂志,2003,11:43-44.
[47]梁国俐.基于有限元和人工神经网络的焊接过程数值模拟[D].大连理工大学,材料加工工程,2004,硕士.
[48]刘炜婳,赖钟雄.3种类型福建野生蕉的离体繁殖研究[J].热带作物学报,2014,03:551-562.
[49]喻荣岗.水土保持措施土壤改良效益研究[D].江西农业大学,农业资源利用,2011,硕士.
[50]付蓉,魏萍,万秋兰,王磊,唐国庆.市场环境下基于最优潮流的输电网规划[J].电力系统自动化,2005,16:42-47.