分子印迹纳米纤维水处理吸附材料的制备及应用

论文总字数：20967字

摘 要

目前人类生产生活排放在水中的有害物残留已成为影响人类和野生动物健康的主要原因，因此，研发更简单、更高效的水处理技术显得尤为重要。本研究综合纳米纤维材料高比表面积和孔隙率的优势以及分子印迹聚合物亲和性、选择性高，抗恶劣环境能力强，稳定性好的特点，将分子印迹技术和纳米纤维材料相结合，制备了对邻苯二甲酸二甲酯具有特异性吸附性能的分子印迹纳米纤维，用作水处理吸附材料。采用红外光谱分析（FITR）和扫描电镜（SEM）对制得的分子印迹纳米纤维进行表征，并考察了分子印迹纳米纤维吸附材料的吸附性能，研究结果表明分子印迹纳米纤维水处理吸附材料能够有效吸附水中的邻苯二甲酸二甲酯。

关键词：分子印迹；纳米纤维；水处理；邻苯二甲酸二甲酯

Preparation and application of molecular imprinted nanofibers as adsorbents for water treatment

Abstract

At present, the residues of harmful substances discharged into the water by human production and living have become the main cause affecting the health of human and wildlife. Therefore, it is particularly important to develop a simpler and more efficient water treatment technology. This study integrated nano fiber ratio surface area and porosity as well as the advantages of molecularly imprinted polymer affinity, high selectivity and strong ability to resist bad environment, good stability characteristics, combining molecular imprinting technology and nano fiber materials, the preparation of dimethyl phthalate has specific adsorption performance of molecularly imprinted nanofiber, used as a water treatment adsorption materials. The molecularly imprinted nanofibers were characterized by infrared spectroscopy (FITR) and scanning electron microscopy (SEM), and the adsorption properties of the molecularly imprinted nanofibers were investigated.

Keywords:Molecular imprinting;Nanofiber;Water treatment;Dimethyl phthalate.

目 录

中英文缩略词表 I

分子印迹纳米纤维水处理吸附材料的制备及应用 II

摘 要 II

Abstract III

目 录 IV

第一章 绪 论 5

1.1 选题背景 5

1.2 水处理吸附技术 6

1.3 纳米纤维 7

1.4 静电纺丝技术 8

1.5 分子印迹技术 8

1.6 研究目的及意义 9

第二章 分子印迹纳米纤维水处理吸附材料的制备 10

2.1 实验仪器和实验试剂 10

2.1.1 实验试剂 10

2.1.2 实验仪器 10

2.2 分子印迹纳米纤维的制备 11

2.2.1 纺丝液的制备 11

2.2.2 纳米纤维的制备 11

2.2.3 洗脱 11

2.3 结果与讨论 11

2.3.1 扫描电镜表征 11

2.3.2 红外表征 12

第三章 水处理吸附材料的影响因素及吸附性能研究 14

3.1 DMP标准曲线 14

3.2 静态吸附 15

3.3 等温吸附 17

3.4 特异性吸附 21

3.5 实验小结 23

第四章 结 论 24

致 谢 25

参考文献 26

第一章 绪 论

1.1 选题背景

随着社会的发展，由于人类生产生活排放所导致的水污染已成为全球性问题，包括工业生产制造的塑化剂——邻苯二甲酸酯类（Phthalic acid ester，PAEs）的大面积、大规模使用。PAEs主要应用在：

（1）作为增塑剂作用时参与橡胶合成品，涂料等的制成

（2）制作成为某种护理品或农业生产用药的载体。

在工业生产中，许多生产者将用作高分子有机物质的助剂称为塑化剂。在高分子有机物中添加的任何可以使之合成聚合物的物质，都被称为增塑剂。塑化剂的使用提高了高分子材料的制作效率，降低了生产成本，提高了生产率。PAEs经常添加在塑料中以增加塑料的柔韧性和强度，有时其含量可增加至塑料制品的50%。增塑剂的作用是降低树脂分子之间的次价键，提高分子的流动性，降低分子结晶，提高分子的灵活性，使分子间处理加工更具有便捷性。

我国自2000年以后便跻身工业大国行列，经知网计量可视化分析（如图1.1）后可看出有关塑料文献的发表（主要为PVC检索结果）在2000年后中文文献发文量逐年破千，且通过大数据统计预计在2020年间的发文量也将达到809篇的高产量。越来越多的学者开始从不同方向研究并讨论解决造成水环境污染问题的塑料。在李桂香 ^[1]等的研究中指出排放到地表水等水环境中的有机污染物主要是分为三种类型，

（1）直接性工农业废水排放。塑料的制作成本低，实用性高，塑料产业基本分布在东南沿海地区，经管道排放的工厂生产加工产生的污水，随处可见的农业生产塑料大棚和农业用药塑料载体都成为直接性废水排放污染地表水的一种方式；

（2）由于雨水冲刷致使堆放的固体废料排放。工厂在生产中产生的废渣废料不按国标要求处理而堆放，生活塑料垃圾随意堆积，都会在雨水冲刷过后使其中有机污染物（包含PAEs分子）随雨水排放汇入地表水中，造成对水体环境的污染；

（3）环境中应用塑料过程中形成的挥发及工厂排放的工业废气沉降。工厂生产时，塑料在化学反应中造成有机污染物的挥发，或是其他工业原料通过热熔产生的废气通过烟囱排放至大气，又通过大气降雨沉降到地表水中，也将不可避免的造成环境污染。

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