洋葱状富勒烯表面分子印迹材料制备与性能表征

分子印迹材料已在分离、萃取、富集、检测及化学仿生传感器等领域展现出良好的应用前景，不过对有机大分子的识别需要在纳米微粒表面进行分子印迹，以克服多孔印迹材料在分子识别过程中的传质阻力。本课题是在申请者研究洋葱状富勒烯类纳米碳材料制备及修饰规律的基础上，对其表面进行化学修饰，然后经接枝、聚合、分子模板交联等步骤，得到一类对油品中噻吩类含硫化合物优先识别和吸附的新型表面分子印迹材料，该类材料具有良好的酸碱稳定性、热稳定性和力学性能稳定性，并可通过内包金属纳米微粒引入外加磁场的控制；通过FESEM、HRTEM、FTIR、Raman、XPS、TG等表征其表面组成与结构，考察表面分子印迹机理；通过吸附穿透行为和理论模拟计算，讨论表面分子印迹结构与分子识别o吸附o分离性能之间的关系，解决该类新材料在合成、分子识别、脱附等过程中的物理和化学问题，为该类材料在分子印迹和识别方面的应用提供实验数据和理论依据。

分子印迹聚合物（MIPs）是一种具有分子识别能力的新型高分子材料，由于它具有预定性、识别性和实用性三大特点，已在分离、生物模拟传感器等领域展现出广泛的应用前景。本课题在洋葱状富勒烯类碳材料制备及表面修饰的基础上，对其表面进行化学修饰，然后经接枝、聚合、分子模板交联等步骤，以二苯并噻吩（DBT）为模板分子，通过不同方法制备得到六种不同表面分子印迹聚合物（MIPs）；通过场发射扫描电子显微镜、红外光谱、热重分析仪等对各阶段产物进行形貌和结构的表征与分析，采用紫外可见分光光度计和气相色谱仪对MIPs的特异识别吸附性能进行评价。结果表明所制备的六种具有DBT分子识别与选择性吸附功能的MIPs有望应用于油品的深度脱硫。.（1）原位聚合法制备碳微球（CMSs）表面DBT分子印迹材料，通过吸附实验测得此印迹材料达到吸附平衡的吸附时间为5h，吸附量为109.6mg/g，表现出对DBT有较好的吸附性能。.（2）采用引发转移终止剂对CMSs进行修饰后，通过接枝聚合法制备DBT表面分子印迹材料。结果表明在CMSs表面合成厚度约为20nm的印迹聚合物薄层，MIPs对DBT的最大吸附量为88.83mg/g。.（3）以水溶性单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为功能单体，采用接枝聚合法制备分子印迹材料，动态吸附结果表明其饱和吸附量为2.5mg/g。.（4）采用可逆加成-断裂链转移聚合法在CMSs表明接枝聚合AMPS，分别采用超声辅助和常规加热的方法制备CMSs表面分子印迹聚合物，吸附结果表明所制备的印迹材料的吸附容量分别为2.27mg/g和1.26mg/g。.（5）以通过紫外预组装实验筛选得到的2-乙烯基吡啶为优选功能单体，采用原位聚合法制备表面分子印迹材料，其最大吸附量和印迹因子为24.6mg/g和1.97。.（6）以葡萄糖为碳源，水热碳化法制备得到多孔碳纳米球，在其表面合成了DBT分子印迹材料，吸附结果表明MIPs对DBT的吸附量和印迹因子为376mg/g和1.57。.此外，利用DFT理论模拟技术筛选得到优选的模板-单体体系为DBT-MAA。.在此基金的（20971094）资助下，通过上述研究，出版专著1部，发表期刊学术论文29篇，其中SCI收录14篇，Ei收录13篇；会议论文28篇；待发表期刊论文5篇；申请专利6项，授权1项；培养博士生1名，硕士生8名。