温度响应型分子印迹水凝胶的应用研究进展

分子印迹是人工制备对某一特定分子具有选择性识别能力的聚合物的技术。将分子印迹与具有温敏性质的水凝胶相复合得到的温敏印迹材料,可通过外界温度变化自发的调节对模板分子的吸附与分离。综述了近年来温敏印迹材料在生物蛋白分离、金属离子吸附、电化学传感器、光催化降解、药物释放等方面的应用,并对温敏印迹技术未来的发展进行了展望。     

用于蛋白质BSA识别的温度/pH双敏印迹聚合物

用N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和壳聚糖为功能单体,牛血清白蛋白（BSA）为模板蛋白,在改性SiO₂表面制备温度/pH双敏蛋白质印迹聚合物。TEM、FTIR和TG等结果证明印迹层已成功接枝在载体表面。系统研究了聚合物的温度/pH双敏性、吸附容量、吸附动力学、特异性、竞争吸附性及重复性。结果表明,印迹聚合物（MIP）的溶胀率和吸附容量受温度和pH影响较大,高温碱性收缩,低温酸性溶胀。在pH 4.6和35℃下,对0.6mg/mL BSA吸附4h时获得较大的吸附容量（83.74mg/g）,印迹因子为2.02。同时MIP也有较好的特异性和竞争吸附性。重复5次后,吸附容量仍能维持在88%,说明重复性良好。这种新型的温度/pH双敏蛋白质分子印迹合成方法简单,在蛋白质的分离和识别方面有较好的应用前景。     

温敏型分子印迹水凝胶的研究进展

近年来分子印迹技术发展迅速,以其高选择性、预定识别性等优点,在分离工程、化学传感器及模拟酶催化等领域均得到了广泛应用,但是其在水凝胶方面的研究却较少。将温敏水凝胶引入分子印迹技术制备温敏印迹水凝胶不仅能保持其特异识别性能,还赋予其对环境温度变化的响应性,使其对模板分子的识别具有温度可控性。本文简单介绍了温敏型分子印迹水凝胶的基本原理和制备方法,基于模板分子种类的不同,着重综述了温敏印迹凝胶在金属离子、有机小分子及生物蛋白方面的应用。同时对温敏印迹水凝胶的发展方向进行了展望,指出温敏印迹水凝胶将在物料分离、药物控释等领域表现出较好的应用前景。     

表面印迹法制备胆红素分子印迹材料及其识别性能

以g-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)为媒介,将功能大分子聚乙烯亚胺(PEI)偶合接枝到硅胶微粒表面,形成了接枝微粒PEI/SiO2. 以胆红素为模板分子,乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)为交联剂,采用分子表面印迹技术,制备了胆红素分子表面印迹材料MIP-PEI/SiO2,采用静态与动态两种方法研究了MIP-PEI/SiO2对胆红素的结合特性. 结果表明,印迹材料MIP-PEI/SiO2对胆红素分子具有特异的识别选择性与优良的结合亲和性,也具有优良的解吸性能,以EDTA与NaOH混合溶液作为洗脱液,11个床体积内解吸率可达99.39%.     

分子印迹聚合物微球制备研究

阐述了分子印迹技术基本原理,并使用牛血清白蛋白作为模板,通过反向悬浮法合成了聚丙烯酰胺(PAM)分子印迹微球,探讨了搅拌速度、单体浓度、分散剂浓度、引发剂添加速度、干燥方式对PAM微球形貌的影响,并通过紫外吸收法初步研究了PAM分子印迹微球对牛血清白蛋白的吸附性能.结果表明,通过反相悬浮法制备的PAM分子印迹微球对印迹分子具有一定的特异吸附性能.     

分子印迹聚合物材料的制备及其应用

作为一种人工受体合成技术,分子印迹方法近年来取得了长足的进展。本文阐述了分子印迹方法的基本原理,详细地讨论了单体、交联剂和印迹分子的选择以及材料的制备等问题。通过讨论,分析了共价及非共价两种结合模式,指出了两者各自的适用范围;比较了3种不同印迹聚合物材料的制备方法;详细介绍了分子印迹聚合物材料在色谱分离、传感器技术、有机合成、催化材料及环境保护等各个领域的具体应用。     

分子印迹材料的制备与应用

分子印迹技术(molecularly imprinted technique,MIT)来源于免疫学、生物化学,是模拟生物体内抗体与抗原、酶与底物等分子之间的识别过程,是合成对某一种分子具有专一识别性的聚合物的方法。本文对分子印迹材料的合成方法——共价法、非共价法和半共价法等进行了综述,并介绍了分子印迹材料与技术在分析化学与生物领域的应用。     

La掺杂TiO2分子印迹光催化剂的制备及其性能EI北大核心CSCD

以乙酰氨基苯酚（APAP）为模板剂,钛酸四丁酯为前驱体、硝酸镧为掺杂剂,经溶胶-凝胶法制各了La掺杂分子印迹TiO2。对La掺杂分子印迹TiO2光催化剂样品性能进行了表征,以紫外及可见光（2〉400nm）催化降解APAP模拟废水,考察了La掺杂量、焙烧温度对光催化活性的影响。结果表明：La掺入抑制了锐钛矿晶粒生长,比表面积增加,可见光吸收增强,光催化活性提高;且当n（La）：n（Ti）=0．60％,500℃热处理2h,样品的光催化活性最佳,光催化降解10mg／LAPAP模拟废水,紫外光照射70min去除率为85.5%,总有机碳（TOC）去除率达62.5%;可见光照射40h去除率为90.8%。     

没食子酸表面分子印迹材料的制备及其吸附性能

以凹凸棒为载体,没食子酸为模板剂,合成表面分子印迹聚合物,考察分子印迹聚合物对没食子酸的的吸附性能。结果表明,表面分子印迹聚合物对没食子酸具有高度选择性,吸附行为更符合多层吸附的Freundlich方程,吸附动力学为准一级动力学。重复使用5次,吸附效果没有明显下降。用此表面分子印迹聚合物从茶叶中提取出没食子酸,与纯品相似度为99.9%。     

掺杂铁TiO_2纳米微粒的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Fe3+掺杂改性纳米TiO2光催化剂,通过纯TiO2和掺铁TiO2分别做光催化剂时甲基橙溶液在紫外光下的光催化降解试验发现,掺杂铁离子可以有效提高TiO2的光催化活性,结果表明:选用Fe3+掺杂量为0.05%,煅烧温度在500℃下得到的Fe3+-TiO2催化剂,在甲基橙溶液pH值为3,催化剂投加量为1 g/L时,其光催化活性达到最佳效果。     

掺杂铁TiO2纳米微粒的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Fe^3＋掺杂改性纳米TiO2光催化剂,通过纯TiO2和掺铁TiO2分别做光催化剂时甲基橙溶液在紫外光下的光催化降解试验发现,掺杂铁离子可以有效提高TiO2的光催化活性．结果表明：选用Fe^3＋掺杂量为0．05％,煅烧温度在500℃下得到的Fe^3＋-TiO2催化剂,在甲基橙溶液pH值为3,催化剂投加量为1g／L时,其光催化活性达到最佳效果。     

D-对羟基苯甘氨酸分子印迹聚合物的制备及分子识别能力

以D-对羟基苯甘氨酸（D-HPG）为模板分子,以丙烯酰胺（AM）和α-甲基丙烯酸（MAA）为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,合成了D-HPG分子印迹聚合物,并测定其对D-HPG的识别能力。静态吸附实验表明,以MAA为功能单体制备的分子印迹聚合物具有更强的分子识别能力,其饱和吸附量达43.9 μmol•g^-1,印迹因子α为3.6。分子力学计算表明,MAA与D-HPG形成复合物的结合能较大,且MAA在乙醇和水中的溶剂化能较小,因此与AM比较,MAA和模板分子D-HPG在乙醇和水中能形成更加稳定的复合物。紫外光谱分析表明,MAA与D-HPG之间的结合力比AM与D-HPG之间的结合力要强,与分子力学计算以及静态吸附实验得到的结果相一致。     

S,Fe共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

以水热法制得了S,Fe共掺杂的纳米TiO2光催化剂(TiO2-S-Fe),XRD分析表明,其为锐钛矿晶型,S,Fe掺杂能抑制TiO2粒径的生长;UV-vis漫反射表明,TiO2-S-Fe对可见光吸收增强,吸收带边明显红移;XPS显示S,Fe共掺杂,使得TiO2表面羟基氧含量提高,从而提高催化剂活性;可见光降解甲基橙溶液结果表明,共掺杂样品光催化效果优于单掺样品,S和Fe共掺杂对提高TiO2可见光活性具有协同效应。当Fe3+∶S∶Ti(摩尔比)=0.005∶1∶1,180℃下水热反应3 h时,制得的TiO2-S-Fe可见光催化活性比纯TiO2的活性提高了约10倍。     

硫/铜共掺杂纳米TiO_2的制备、表征及其光催化性能

以钛酸丁酯为钛源,采用溶胶凝胶法制备了硫/铜共掺杂的锐钛矿型TiO2粉体(S/Cu-TiO2),并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和N2吸附等手段对其进行了表征;以中性红为模型物考察了其光催化活性。结果表明:在450℃下焙烧2 h得到摩尔分数0.2%S/Cu-TiO2为单一锐钛矿相纳米颗粒,平均粒径为40—70 nm,而于550℃和650℃下焙烧得到的样品中含有部分金红石相,因此,掺杂离子可有效抑制TiO2晶粒的生长,温度高于450℃不利于制备锐钛矿相TiO2;在最优的实验条件下,即在紫外光下达吸附平衡的200 mL质量浓度为20 mg/L的中性红溶液加入0.15 g 0.2%S/Cu-TiO2,紫外光催化降解120 min,此时中性红的降解率达近100%;该催化剂降解中性红的动力学结果显示该过程可由Langmuir-Hinshelwood(L-H)拟一级动力学模型来描述。     

光催化膜对水中腐植酸的去除及积垢机理

利用湿式相转化方法制备TiO₂/聚苯砜（polyphenylsulfone,PPSU）/聚醚亚硫胺（polyetherimide,PEI）催化膜应用于水中腐植酸（humic acid,HAs）的去除及积垢机理研究。结果表明,随着亲水性PEI比例增加,光催化膜的纯水通量和HAs的过滤通量越大,去除效率越低;且随着光照时间的延长去除效率越趋于稳定,且有回复的现象。在0.2MPa操作压力下,制备的TiO₂/PPSU/PEI （1%/50%/50%）膜具有最佳的可逆阻抗力比例（R_c/R_t=48.24%）;其渗透通量、HAs去除效率及反洗后通量分别为34.0L/（m²·h）、63.2%及22.5L/（m²·h）,具有较佳的通量及HAs去除效率。     

Gd,B共掺杂改性TiO_2纳米颗粒的可见光光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了Gd和B共掺杂的TiO2纳米颗粒,研究了TiO2纳米颗粒在可见光下的光催化活性。应用XRD、TEM和UV-Vis等手段对TiO2纳米颗粒的物相、粒径、形貌及光学性能进行了表征。结果表明,掺杂可以抑制TiO2晶粒增长,阻碍TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变。紫外-可见吸收光谱显示,共掺杂纳米颗粒在可见光区吸收有较强提高,共掺杂离子以协同作用拓展TiO2光谱响应,使吸收带产生红移,提高光生载流子的分离效率。光催化降解实验表明,共掺杂TiO2纳米颗粒有很高的可见光光催化活性,以500℃热处理的共掺杂摩尔比为0.005 Gd和0.04 B的TiO2纳米颗粒光催化效果最好,在可见光下对甲基橙的降解率为98.9%。     

低温法制备二氧化钛薄膜及其光催化氧化处理电镀含铬废水

以钛酸四丁酯为原料,采用微波辅助低温法在玻璃表面制备锐钛矿结构的二氧化钛薄膜。分别用X射线衍射法(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征其相结构和表面形貌;通过光催化降解实际电镀含铬废水实验,探讨了光源、废水pH、废水初始浓度、光照时间及涂膜层数对总铬去除率的影响。光催化氧化的最优条件为:废水初始浓度3 000~9 000 mg/L,pH=8.3,负载4层薄膜,254 nm紫外光照射3 h。在最优条件下,废水的总铬去除率高达99.8%。     

水热法制备CdS/TiO2及其光活性

研究了CdS/TiO₂光催化的耦合效应.以TiO₂、CdCl₂和Na₂S为原料在200 ℃、6 h水热反应条件下一次合成CdS含量不同的CdS/TiO₂,通过XRD、SEM、EDS和IR对样品进行表征,并通过谢乐公式（Scherrer equation）估算出样品晶粒的粒径.XRD图表明CdS/TiO₂为锐钛矿型TiO₂、立方相和六方相CdS的混合相.SEM表明CdS粒径为20～50 nm,TiO₂粒径为50～100 nm.通过罗丹明B(rhodamine B)光降解脱色,表征了样品的光活性,结果表明当CdS∶TiO₂为1.0时,CdS/TiO₂开始出现耦合效应,当CdS∶TiO₂为1.5时,CdS/TiO₂的光活性最强,在30 min内紫外光降解4 mg•L^-1罗丹明B溶液的降解率达74.3%.     

Gd,B共掺杂改性TiO2纳米颗粒的可见光光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了Gd和B共掺杂的TiO2纳米颗粒,研究了TiO2纳米颗粒在可见光下的光催化活性。应用XRD、TEM和UV-Vis等手段对TiO2纳米颗粒的物相、粒径、形貌及光学性能进行了表征。结果表明,掺杂可以抑制TiO2晶粒增长,阻碍TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变。紫外-可见吸收光谱显示,共掺杂纳米颗粒在可见光区吸收有较强提高,共掺杂离子以协同作用拓展TiO2光谱响应,使吸收带产生红移,提高光生载流子的分离效率。光催化降解实验表明,共掺杂TiO2纳米颗粒有很高的可见光光催化活性,以500℃热处理的共掺杂摩尔比为0.005 Gd和0.04 B的TiO2纳米颗粒光催化效果最好,在可见光下对甲基橙的降解率为98.9%。