基于醛基化改性的交联聚苯乙烯微球制备席夫碱型螯合树脂的研究

在缚酸剂Na2CO3存在下,使溶胀的氯甲基化交联聚苯乙烯(CMCPS)微球表面的氯甲基与对羟基苯甲醛(HBA)发生亲核取代反应,制得了醛基(AL)化改性的交联聚苯乙烯(ALCPS)微球;利用所制得的ALCPS微球与甘氨酸(GL)发生缩合反应,制备了同时含有席夫碱配基与羧基的席夫碱型螯合树脂AGCPS微球。采用红外光谱法表征了微球功能基团的结构变化,重点研究了CMCPS微球醛基化改性反应,考察了影响亲核取代反应的主要因素,推测和探讨了反应的机理。研究表明,CMCPS微球表面的苄氯基团与HBA缩合反应的速率与HBA的浓度无关,属于典型的SN1反应;使用极性较强的溶剂DMF,在较高的反应温度(90℃)下,有利于亲核取代反应的进行。所得席夫碱型螯合树脂对铜离子具有较强的螯合吸附能力。     

采用分子表面印迹技术构建手性空穴实现对天冬氨酸对映体的识别拆分

在溶液聚合体系中,采用"接出"法("graft from"method)将功能单体4-乙烯基吡啶(4VP)接枝聚合于微米级硅胶表面,制得了功能接枝微粒P4VP/SiO2,采用本课题组建立的新型分子表面印迹技术,以天冬氨酸(Asp)的一种对映体L-Asp为模板分子,二溴己烷为交联剂,对接枝在硅胶表面的大分子P4VP实施了分子印迹,制备了L-Asp分子表面印迹材料MIP-P4VP/SiO2.以天冬氨酸另一种对映体D-Asp为对比物,采用静态与动态两种方法深入研究了MIP-P4VP/SiO2对L-Asp分子的识别性能,重点探索了采用MIP-P4VP/SiO2对天冬氨酸两种对映体进行拆分的可行性.实验结果表明,印迹材料MIP-P4VP/SiO2对模板分子L-Asp具有良好的识别选择性与结合亲和性,相对于D-Asp,识别选择性系数为3.85,对天冬氨酸的外消旋体具有良好的拆分性能.印迹材料MIP-P4VP/SiO2也具有良好的解吸性能,以稀NaOH水溶液作为洗脱液,12个床体积内解吸率即可达到98.52%.     

采用巯基-BPO氧化还原引发体系实现GMA在硅胶微粒表面的高效接枝聚合

使用偶联剂γ-巯丙基三甲氧基硅烷(MPMS,KH-590),对微米级硅胶微粒进行了表面化学改性,制得了表面带有巯基的改性微粒MPMS-SiO2.使改性微粒MPMS-SiO2表面的巯基与溶液中的BPO构成氧化-还原引发体系,实现了油溶性单体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)在硅胶微粒表面的引发接枝聚合,制得了接枝度为26g/100g的接枝微粒PGMA/SiO2.采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)及热重分析(TGA)等方法对接枝微粒PGMA/SiO2进行了表征。在此基础上,重点研究了主要因素对巯基-BPO体系引发GMA接枝聚合的影响.研究结果表明,巯基-BPO体系引发的接枝聚合,由于活性位点位于固体表面,因此也是一种表面引发接枝法。与在固体微粒表面引入可聚合双键的"穿过接枝"("grafting through")法相比,巯基-BPO引发体系可更有效地实现油溶性单体的接枝聚合.为制得高接枝度的接枝微粒PGMA/SiO2,适宜的温度为55℃,适宜的BPO用量为单体的1wt%左右,适宜的单体浓度为10 wt%。     

通过轴向配位反应实现4-乙烯基吡啶聚合物的卟啉功能化

通过轴向配位反应,将四苯基卟啉锌(ZnTPP)键合在4-乙烯基吡啶(4VP)与苯乙烯(St)共聚物P(4VP-co-St)的侧链,制得了卟啉功能化的大分子ZnTPP-P(4VP-co-St).通过FTIR与1H-NMR对其化学结构进行了表征,重点研究了时间、温度对轴配过程的影响,以及大分子轴配化合物ZnTPP-P(4VP-co-St)的谱学性能,对其光物理行为进行了较为深入的分析.研究结果表明,以共聚物P(4VP-co-St)的吡啶侧基为配体,通过轴向配位反应可顺利地制备卟啉功能化的大分子ZnTPP-P(4VP-co-St),且温度越低,键合量越大.该大分子具有类似于ZnTPP的特征电子吸收光谱与荧光发射光谱,同时也显示出轴向配位的特征.与小分子ZnTPP相比,ZnTPP-P(4VP-co-St)的吸收光谱和发射光谱都发生了明显的红移.大分子轴配化合物ZnTPP-P(4VP-co-St)的光物理行为也呈现出一定程度的高分子效应,随着大分子链中ZnTPP键合量的增大,相近的ZnTPP侧链单元之间会发生能量转移,使荧光发射强度有所减弱.     

在共聚物P(GMA-co-MMA)侧链实现卟啉化合物的同步合成与键合

采用溶液聚合的方法, 先合成了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)的线型共聚物P(GMA-co-MMA); 然后通过环氧基团的开环成醚反应, 将对羟基苯甲醛(HBA)键合于共聚物的侧链上, 形成键合有苯甲醛(BA)的聚合物BA-P(GMA-co-MMA); 最后采用Adler方法, 以BA-P(GMA-co-MMA)、苯甲醛及吡咯为反应物, 在均相反应体系中, 成功地实现了苯基卟啉(PP)在共聚物P(GMA-co-MMA)侧链的同步合成与键合, 制得了卟啉功能化的线型大分子PP-P(GMA-co-MMA). 通过FTIR及1H-NMR对功能大分子PP-P(GMA-co-MMA)的化学结构进行了表征, 对其谱学性能进行了研究, 较为深入地分析了其光物理行为. 实验结果表明, 大分子PP-P(GMA-co-MMA)具有与四苯基卟啉(TPP)相同的电子吸收光谱与荧光发射光谱. 随着侧链上PP键合量的增大, 大分子PP-P(GMA-co-MMA)的Soret与Q吸收带的峰强均不断增强, 而Q发射带的强度则呈现先增大后有所减弱的规律, 这是由大分子内的能量转移所致.     

水杨酸型螯合树脂对Fe（Ⅲ）离子的螯合吸附行为

以5-氨基水杨酸(ASA)为胺化试剂,使氯甲基化的交联聚苯乙烯(CMCPS)微球表面的苄氯基团发生亲核取代反应,制得了水杨酸型螯合树脂ASA-CPS.研究了该螯合树脂对金属离子的螯合吸附行为,探讨了其吸附热力学与吸附机理,考察了介质pH值对树脂螯合吸附性能的影响以及树脂对不同金属离子的螯合吸附能力.实验结果表明,水杨酸型螯合树脂ASA-CPS对重金属离子具有强螫合吸附性能,尤其对Fe3+子表现出很强的螯合吸附能力,常温下吸附容量可达21 g/100 g.吸附过程属熵驱动的化学吸附过程,升高温度,吸附容量增高;在可抑制金属离子水解的pH范围内,介质的pH值越高,螯合吸附能力越强;对于性质不同的金属离子,ASA-CPS的吸附性能是有差别的,吸附容量的顺序为Fe3+>Ni2+>Cu2+>Zn>3+     

合成水杨酸-交联聚苯乙烯螯合树脂的新途径

采用氯甲基化试剂1,4-二氯甲氧基丁烷对交联聚苯乙烯(CPS)微球实施了氯甲基化反应,然后使5-氨基水杨酸(ASA)与氯甲基化交联聚苯乙烯微球表面的苄氯基团发生亲核取代反应,制得了氨基水杨酸-交联聚苯乙烯(ASA-CPS)螯合树脂.考察了主要反应条件对取代反应的影响,初步试验了ASA-CPS对金属离子的螯合性能.结果表明:ASA-CPS对Fe(Ⅲ)离子具有很强的螯合能力,吸附容量达3.77 mmol/g.     

铈盐引发丙烯腈在含醇羟基硅胶表面的接枝聚合

将偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(EPPS)键合于硅胶微粒表面,在酸性催化剂作用下,键合EPPS的环氧键开环,产生了醇羟基(HXYG),形成表面带有醇羟基的改性微粒HXYG-SiO2.使用铈盐与硅胶表面的醇羟基构成氧化还原引发体系,在硅胶表面实施了丙烯腈的接枝聚合,制备了接枝微粒PAN-SiO2,考察了接枝聚合的影响因素.实验结果表明:在所形成的氧化还原引发体系中,由于初级自由基即引发物种处于硅胶微粒表面,所制备的接枝微粒PAN-SiO2具有高的接枝度(0.19 g/g),且单体的整体接枝效率高;引发剂铈盐的浓度对接枝度有较大的影响,铈盐浓度过大,将会促进氧化终止过程,降低接枝度,适宜的铈盐浓度为5.93×10-3mol/L;接枝度随硫酸浓度的增大呈现先增大后减小的变化规律,当H+离子浓度为0.38mol/L时,PAN的接枝度最高.     

二苯并-18-冠-6在交联聚乙烯醇微球表面的固载化

通过氯甲基化反应,将冠醚二苯并-18-冠-6(DBC)转变为氯甲基化的冠醚(CMDBC),使交联聚乙烯醇(CPVA)微球表面的羟基与CMDBC之间发生亲核取代反应,从而实现冠醚的固栽化,制得了固载有冠醚的功能微球DBC-CPVA.在建立了冠醚DBC固载量测定方法(溴百里香酚蓝-固相萃取法)的基础上,重点研究了主要因素对DBC固栽化过程的影响规律.结果表明:反应温度与溶剂性质对DBC在CPVA微球上的固载化反应有较大的影响,在70℃极性较强的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中,可制得冠醚DBC固载量为1.72 mmol/g的DBC-CPVA功能微球.     

水溶性AM-St两亲嵌段共聚物的自乳化微乳液法合成

水溶性AM-St两亲嵌段共聚物的自乳化微乳液法合成;丙烯酰胺;苯乙烯;疏水缔合共聚物