一种双模板分子印迹聚合物及去除多溴联苯醚的方法技术

本发明专利技术涉及废水处理领域，公开了一种双模板分子印迹聚合物及去除多溴联苯醚的方法。该双模板分子印迹聚合物以4

【技术实现步骤摘要】
一种双模板分子印迹聚合物及去除多溴联苯醚的方法


[0001]本专利技术涉及废水处理领域，尤其涉及一种双模板分子印迹聚合物及去除多溴联苯醚的方法。

技术介绍

[0002]实验研究过程中会产生大量的废液，如不及处理将会对我们的环境造成极大的损害，现有预处理方法却十分紧缺。多溴联苯醚的释放会导致土壤和地下水的长期污染，它具有潜在的毒性、致突变性、致癌性和在食物链中的生物累积能力，是实验室研究的热点污染物之一。目前用于多溴联苯醚修复的工艺都有一些不可避免的缺点，如高成本(热处理)、土壤质地的高扰动(热处理)、低效率(泵送和处理)、长时间处理要求(生物降解工艺)等。由于表面活性剂对多溴联苯醚等污染物的有较强溶解性，且成本低、效率高，因此，表面活性剂增强修复技术(SER)逐渐应用于多溴联苯醚的去除。然而，该技术去除的多溴联苯醚依然存在于表面活性剂中，这限制了表面活性剂的回用，提高了SER的运营成本，且淋洗废液不适当的排放容易造成二次污染。因此，利用吸附等技术，通过选择性去除土壤洗涤废液中的多溴联苯醚，回收表面活性剂溶液，是降低SER运行成本和避免二次污染的关键。
[0003]淋洗废液的处理已经引起了国内外学者的关注，异质光催化和芬顿反应化学、氧化、电化学过程、生物处理等技术已经被研究，但这些技术通常存在选择性低，表面活性剂回收效率不高的问题。
[0004]分子印迹聚合物(MIPs)具有与模板分子互补的定制结合位点，尺寸和官能团，有识别特异性和应用普遍性等特征，从而具有特异性识别和富集目标污染物的能力。在存在多种有机基质的干扰下，MIPs显示出选择性富集、去除复杂系统中目标污染物的潜力。尽管MIPs具有强大的选择性优势，但由于模板去除难、模板易泄露、模板易浪费等问题，制备适用于选择性去除土壤淋洗废液中疏水性有机物的分子印迹材料依然是一个挑战，且多溴联苯醚具有不灵活和相对刚性的化学结构，很难充当模板供印记，严重阻碍了分子印迹技术用于多溴联苯醚的选择性去除的进展。因此，研发一种制备方法简单、模板合适，使用方便、选择性/吸附性/吸附速率优异、表面活性剂回收率高的多溴联苯醚类分子印迹材料十分有必要。
[0005]另外，现有的多溴联苯醚实验废水通常会和其他污染废水共同处理，但是共同处理容易降低处理效率，因此会导致处理不完全，污染物无法回用的问题。因此，如何对废水中的污染物进行靶向去除及回收废液中污染物，提高实验废水的处理效率和污染物的回用效率，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的第一方面是提出一种双模板分子印迹聚合物，其具有很好的吸附选择性，吸附速率优异，能够对废水中的多溴联苯醚进行高效选择性分离，同时可高效回收表面活性剂。
[0007]本专利技术的第二方面是提供该双模板分子印迹聚合物的制备方法。
[0008]本专利技术的第三方面是提供所述双模板分子印迹聚合物在去除多溴联苯醚中的应用。
[0009]本专利技术的第四方面是提供利用该双模板分子印迹聚合物去除多溴联苯醚的方法，该方法可在一种特定结构的废水处理装置中进行，能提高废水的处理效率，实现多溴联苯醚的靶向去除和回用。
[0010]具体地，本专利技术提供的技术方案如下：
[0011]本专利技术的第一方面是提供一种双模板分子印迹聚合物(D
‑
MIP)，所述双模板分子印迹聚合物由包括如下组分的原料聚合得到：片段模板、虚拟模板、单体、交联剂，所述片段模板包括甲苯，所述虚拟模板包括4
‑
溴
‑4’‑
羟基联苯、4,4
’‑
二溴联苯醚、4,4
’‑
二羟基联苯、4,4
’‑
二羟基联苯醚、4
‑
羟基联苯、2
‑
羟基联苯中的至少一种。
[0012]根据本专利技术第一方面的分子印迹聚合物，至少具有如下有益效果：
[0013]D
‑
MIP以4
‑
溴
‑4’‑
羟基联苯、4,4
’‑
二溴联苯醚、4,4
’‑
二羟基联苯、4,4
’‑
二羟基联苯醚、4
‑
羟基联苯、2
‑
羟基联苯等作为虚拟模板，同时以甲苯作为片段模板(还同时起到致孔剂的作用)，容易洗脱，能够在聚合物上留下与模板三维空间结构匹配、官能团相对互补的空穴，可富集多溴联苯醚。且该分子印迹聚合物具有很好的吸附选择性，吸附速率优异。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述虚拟模板与片段模板的物质的量之比为1：(200～300)，优选1：(250～300)。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述单体、交联剂和虚拟模板的物质的量之比为1：(4～5)：(10～20)，优选1：4：(12～16)，更优选1：4：12。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述双模板分子印迹聚合物的原料中还含有引发剂，所述引发剂用量为片段模板、虚拟模板、单体、交联剂、引发剂总量的0.5％～2％，优选1％(质量百分比)。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，所述单体包括丙烯酸、取代丙烯酸、丙烯酸酯、取代丙烯酸酯中的任意一种或多种。所述取代丙烯酸包括甲基丙烯酸、2
‑
乙基丙烯酸中的至少一种；所述丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的至少一种；所述取代丙烯酸酯包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的至少一种。所述单体优选包括甲基丙烯酸。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述交联剂包括乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸四亚甲酯、二乙烯基苯、1，3
‑
二异丙烯基苯中的一种或多种。所述交联剂优选为乙二醇二甲基丙烯酸酯。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述引发剂可采用通用的引发剂，例如，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化氢、亚硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，所述双模板分子印迹聚合物的粒径为0.2～1.5μm。
[0021]本专利技术的第二方面是提供上述双模板分子印迹聚合物的制备方法，包括如下步骤：
[0022]使片段模板、虚拟模板、单体进行预聚合反应，得到主客体配合物；
[0023]将所述主客体配合物与交联剂进行聚合反应，得到聚合产物；
[0024]去除片段模板和虚拟模板，得到所述双模板分子印迹聚合物。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚合反应在引发剂存在下进行。
[0026]在本专利技术的一些实施方式中，所述预聚合反应的温度为0～50℃，优选15～35℃，更优选20～25℃。所述预聚合反应的时间为0.5～4h，优选1～3h。
[0027]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚合反应在不含氧气的氛围中进行，例如在氮气、氩气气氛中进行。所述聚合反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双模板分子印迹聚合物，其特征在于：所述双模板分子印迹聚合物由包括如下组分的原料聚合得到：片段模板、虚拟模板、单体、交联剂，所述片段模板包括甲苯，所述虚拟模板包括4
‑
溴
‑4’‑
羟基联苯、4,4
’‑
二溴联苯醚、4,4
’‑
二羟基联苯、4,4
’‑
二羟基联苯醚、4
‑
羟基联苯、2
‑
羟基联苯中的至少一种。2.根据权利要求1所述双模板分子印迹聚合物，其特征在于：所述虚拟模板与片段模板的物质的量之比为1：(200～300)。3.根据权利要求2所述双模板分子印迹聚合物，其特征在于：所述单体、交联剂和虚拟模板的物质的量之比为1：(4～5)：(10～20)。4.权利要求1～3任一项所述双模板分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：使片段模板、虚拟模板、单体进行预聚合反应，得到主客体配合物；将所述主客体配合物与交联剂进行聚合反应，得到聚合产物；去除片段模板和虚拟模板，得到所述双模板分子印迹聚合物。5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于：所述预聚合反应的温度为0～50℃。6.权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢桂宁，马遥，杜晓冻，毛昌玉，谢春生，党志，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：