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茶碱印迹酚醛吸附树脂的研究

作　者: 白珂
导　师: 常怀春
学　校: 辽宁大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 分子印迹茶碱酚醛吸附树脂反相悬浮聚合吸附
分类号: TQ324.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 36次
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内容摘要

采用反相悬浮聚合技术,合成了茶碱模板酚醛吸附树脂（TTPS）和非模板酚醛吸附树脂（NTPS）,利用红外光谱、比表面积测定仪、扫描电镜等对树脂的结构和形貌进行了表征。结果表明:TTPS和NTPS结构相差不大,但TTPS存在更多的多孔结构,且TTPS树脂外形轮廓更清晰。用静态吸附法研究了TTPS树脂对茶碱的吸附性能,比较了TTPS树脂对茶碱和咖啡因的吸附量的大小。TTPS对茶碱的平衡吸附量约为157μmol/g,大于对咖啡因的平衡吸附量:105μmol/g。Scatchard分析表明TTPS树脂具有特定的高亲和性吸附位点,其离解常数和最大吸附量为K_d1=0.129mmol/L,Q_max1=138μmol/g,低亲和性吸附位点的离解常数和最大吸附量为K_d2=0.433mmol/L,Q_max2=184μmol/g。研究了TTPS和NTPS树脂对茶碱的等温吸附行为,两种树脂对茶碱的等温吸附过程均符合Langmuir和Freundlich模型。对茶碱的吸附动力学进行了研究,结果表明TTPS树脂对茶碱的的吸附在初始阶段,吸附速率数据与半经验吸附速率方程很吻合,证实吸附茶碱是受粒扩散控制的过程。研究了TTPS树脂在吸附茶碱过程中的热力学变化,结果表明:TTPS树脂对茶碱的最大等量吸附焓变为-21.21kJ/mol,吸附为放热过程,模板分子与单体的作用力为氢键作用。在动态条件下,研究了TTPS树脂的吸附-解吸性能。浓度为2.00mmol/L的茶碱溶液以3 BV/h的流速流经茶碱模板酚醛吸附树脂床时,在第24BV出现穿透;用1mol/L的盐酸以1.5 BV/h的流速进行洗脱,在4BV的洗脱率达到97.2%,说明该树脂具有良好的洗脱性能。经五次树脂重复使用后仍保持了良好的吸附能力,经过五次再生树脂对茶碱的吸附量基本在第一次吸附量的90%以上。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
图表目录  11-13
第1章引言  13-25
  1.1 分子印迹技术的发展概况  13-14
  1.2 分子印迹技术的原理和方法  14-15
    1.2.1 共价法  14
    1.2.2 非共价法  14-15
  1.3 分子印迹聚合物的制备  15-17
    1.3.1 本体聚合法  15-16
    1.3.2 表面印迹法  16-17
    1.3.3 分散聚合法  17
    1.3.4 悬浮聚合法  17
  1.4 分子印迹聚合物的表征  17-18
    1.4.1 印迹聚合物的结构表征  18
    1.4.2 印迹聚合物的形貌表征  18
    1.4.3 印迹聚合物的识别性能的测定  18
  1.5 分子印迹聚合物的应用  18-21
    1.5.1 色谱分离  18-19
    1.5.2 酶模拟催化  19
    1.5.3 固相萃取  19-20
    1.5.4 传感器技术  20
    1.5.5 药物分析  20-21
    1.5.6 吸附分离  21
  1.6 分子印迹技术的展望  21-22
  1.7 选题的目的、意义及主要内容  22-25
    1.7.1 选题的目的、意义  22-23
    1.7.2 本文研究的主要内容  23-25
第2章茶碱印迹酚醛吸附树脂的合成与表征  25-38
  2.1 实验部分  25-28
    2.1.1 仪器与试剂  25
    2.1.2 TTPS 和NTPS 树脂的合成  25-26
      2.1.2.1 TTPS 树脂的合成  25-26
      2.1.2.2 NTPS 树脂的合成  26
    2.1.3 树脂基本参数的测定及表征  26-28
      2.1.3.1 树脂的溶胀性能的测定  26
      2.1.3.2 酚羟基含量的测定  26-27
      2.1.3.3 树脂含水量的测定  27
      2.1.3.4 树脂比表面积和孔容的测定  27
      2.1.3.5 树脂平均孔径的表征  27-28
      2.1.3.6 树脂的形貌的观察  28
    2.1.4 树脂的结构的表征  28
    2.1.5 树脂的热稳定性的表征  28
  2.2 结果与讨论  28-36
    2.2.1 TTPS 和NTPS 树脂的合成条件的选择  28-31
      2.2.1.1 催化剂  28-29
      2.2.1.2 致孔剂  29
      2.2.1.3 分散剂  29
      2.2.1.4 分散介质的选择  29-30
      2.2.1.5 反应物的投料比  30
      2.2.1.6 反应时间  30
      2.2.1.7 搅拌速度的影响  30-31
    2.2.2 TTPS 和NTPS 树脂的基本参数和形貌分析  31-34
      2.2.2.1 TTPS 树脂的溶胀性能  31-32
      2.2.2.2 TTPS 和NTPS 树脂的性能参数  32
      2.2.2.3 两种树脂的形貌  32-34
    2.2.3 TTPS 和NTPS 的红外比较  34-35
    2.2.4 TTPS 和NTPS 的热重分析  35-36
  2.3 本章小结  36-38
第3章茶碱印迹酚醛吸附树脂的吸附性能  38-58
  3.1 实验部分  38-41
    3.1.1 仪器与试剂  38
    3.1.2 实验方法  38-40
      3.1.2.1 茶碱溶液吸光度标准曲线的绘制  38-39
      3.1.2.2 静态吸附实验  39
      3.1.2.3 吸附动力学实验  39-40
      3.1.2.4 树脂的重复使用性  40
      3.1.2.5 动态吸附-解吸实验  40
    3.1.3 氢键模拟计算实验  40-41
  3.2 结果与讨论  41-56
    3.2.1 分子模拟计算  41-43
    3.2.2 TTPS 树脂的选择吸附  43-45
    3.2.3 等温吸附  45-48
    3.2.4 吸附动力学  48-49
    3.2.5 pH 对树脂吸附性能的影响  49-50
    3.2.6 温度对吸附性能的影响  50-52
    3.2.7 吸附焓的计算  52-54
    3.2.8 动态吸附—解吸研究  54-56
      3.2.8.1 动态吸附  54-55
      3.2.8.2 动态解吸  55-56
    3.2.9 树脂的重复使用性能  56
  3.3 本章小结  56-58
第4章结论  58-60
参考文献  60-65
致谢  65-66
攻读学位期间发表的论文及参加科研情况  66-67

茶碱印迹酚醛吸附树脂的研究

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