基于原子转移自由基聚合制备新型螯合树脂及其吸附性能

以氯甲基化聚苯乙烯树脂(CMPS)为基质, 通过表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)反应将聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)接枝到树脂表面, 再与亚氨基二乙酸(IDA)反应, 制备了一种新型螯合树脂. 采用红外光谱、 元素分析及比表面积与微孔分析仪对其结构进行表征. 树脂表面甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝量和IDA含量及对Ni(Ⅱ), Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附容量均随聚合时间的延长而增大, 聚合时间为18 h时, 最大吸附容量分别为1.29, 1.19和0.83 mmol/g. 结果表明, SI-ATRP是制备高吸附容量及吸附容量可控的螯合树脂的可行方法.     

聚乙烯四唑型螯合树脂及其对重金属离子的吸附性能

采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)方法将丙烯腈(AN) 接枝到氯甲基化聚苯乙烯树脂(PS-CH₂Cl) 表面, 再与叠氮化钠进行3+2环加成反应, 制备了一种聚乙烯四唑型螯合树脂(PVT-g-PS). 用红外光谱和元素分析对PVT-g-PS树脂进行了表征, 考察了该树脂对Pb(Ⅱ), Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能. 在一定聚合时间范围内, 丙烯腈接枝率与SI-ATRP时间呈线性关系, 树脂表面四唑含量及树脂对金属离子的吸附容量随丙烯腈接枝率增大而增大, 说明丙烯腈在树脂表面聚合为活性可控聚合, 树脂表面功能团含量和树脂吸附容量可以用聚合时间调控. 通过分析树脂吸附容量与溶液pH值的关系、 吸附等温线和吸附动力学, 证明3种金属离子的吸附主要是基于配位作用的化学吸附. 当SI-ATRP时间为10 h时, 树脂对Pb(Ⅱ), Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附容量高达1.57, 1.68和1.92 mmol/g. 经过10次吸附-解吸循环实验, 树脂的吸附容量无显著变化, 表明新型树脂具有较高的吸附量和良好的重复使用性.     

聚丙烯酰胺树脂的制备及其对2,4-二氯苯氧乙酸的吸附性能研究

以氯甲基化交联聚苯乙烯树脂(CMCPS)为载体和大分子引发剂,溴化亚铜/2,2’-联吡啶为催化剂体系,采用了表面引发原子转移自由基聚合技术(SI-ATRP),将丙烯酰胺接枝到CMCPS树脂表面,制得了新型聚丙烯酰胺树脂(PAM-CMCPS),并且用元素分析、扫描电镜和红外光谱对其进行了表征。考察了此树脂对2,4-二氯苯氧乙酸的吸附性能、动力学和热力学参数。结果表明,此树脂对2,4-二氯苯氧乙酸的吸附量随溶液初始浓度和温度的升高而增加,当初始浓度为8 mmol/L时吸附效果最佳,树脂的静态饱和吸附容量为111.0 mg/g,Langmuir和Freundlich方程都呈现良好的拟合度。热力学平衡方程计算得ΔG<0,ΔH=268.2 k J/mol,ΔS>0,表明此吸附过程是一个自发、吸热、熵增加的过程。动力学研究表明,准二级动力学方程能较好拟合动力学实验结果,该过程符合准二级动力学模型。此PAM-CMCPS树脂应用于柑橘样品中2,4-二氯苯氧乙酸的吸附,取得了较满意的结果。     

阳离子交换树脂对新奥霉素的吸附性能分析与研究

采用阳离子交换树脂分离提取核苷肽类农用抗生素新奥霉素。实验结果表明,在8种阳离子交换树脂中,7320树脂吸附效果最好,在pH=7时,树脂的交换容量最大;3%氨水可高效地将新奥霉素从7320树脂上解析下来,解析率为95.00%。静态吸附动力学符合Lagergren准二级速率方程,颗粒内扩散为影响吸附速率的主要控速步骤,吸附速率常数为k=0.00738g/(mg·min)。吸附等温线符合Langmuir方程,由热力学平衡方程计算得ΔH=60.93kJ/mol,ΔS0,ΔG0,表明该交换过程是自发的、吸热、熵增加的过程。在动态实验中,发酵液以1BV/h上样、3%氨水以2BV/h进行解吸,解吸液经减压浓缩得到褐色膏状物质,新奥霉素得率为79.96%。     

聚丙烯酸弱酸性阳离子交换树脂对铕的吸附性能及机理

测定了弱酸性阳离子交换树脂对Eu~(3+)的交换容量(358.2mgEu~(3+)/g树脂),介质pH、温度、吸附时间等因素对吸附的影响。测得吸附速率常数K_(25℃)—1.66×10~(-3)S~(-1)、K_(28℃)—2.06×10~(-3)S~(-1)、K_(32℃)=2.44×10~(-3)S~(-1)。探讨了吸附机理。在不同浓度比范围,吸附过程中树脂功能基与Eu~(3+)的吸附摩尔比,[COOH]/[EU~(3+)],分别近于1、2、3。     

阳离子交换树脂对盐酸麻黄碱交换吸附与解离的研究

研究了强酸型阳离子交换树脂对盐酸麻黄碱的交换吸附与妥离作用。发现在弱碱和酸性溶液中树脂地盐酸麻黄碱的亲和力很强。强碱性环境则不利同树脂的亲和;用2．0Mol/L NaOH或2．0Mol/L HCl作为解离液时的解离效果优于2．0Mol/L NaCl溶液的解离液效果。温度对解离的影响不是很大,在室温条件下进行解离即可取得较好的解离效果。选用了有机溶剂乙醇,乙二醇,乙腈和四氢呋喃作为解离增强剂,以乙醇较为合适,且其浓度在15％左右时较好,在给定离子交换柱中的解离情况,用含2．0Mol/L HCl的15％乙醇地,回收率为91％。     

高容量亚胺基二乙酸型螯合树脂的制备及吸附性能

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体, 氯甲基化的交联聚苯乙烯树脂(CMCPS)为大分子引发剂, CuBr/2,2'-联吡啶(Bpy)为催化剂, 采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)技术, 使甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合在CMCPS树脂表面, 制得了环氧化聚合物. 将该聚合物与亚胺基二乙酸(IDA)反应, 制备了高容量亚胺基二乙酸型螯合树脂(IDA-PGMA-CMCPS), 用元素分析对其进行了表征. 考察了螯合树脂对Cu²⁺的吸附性能及动力学和热力学参数. 该螯合树脂表面IDA接枝密度达8.15 mg/m². 研究结果表明, 树脂对Cu²⁺的吸附量随离子浓度和温度的升高而增加, 当pH值为2.2时, 对Cu²⁺离子的吸附效果最佳. 树脂的静态饱和吸附容量为1339.66 mg/g, Langmuir和Freundlich方程均呈现良好的拟合度. 通过热力学平衡方程计算ΔG<0, ΔH=270.60 kJ/mol, ΔS>0, 表明该吸附过程是自发、 吸热、 熵增加的过程. 动力学研究结果表明, 准二级动力学方程能较好拟合动力学实验结果, 该过程符合准二级动力学模型.     

蛋白质在导电聚甲基丙烯酰吡咯上的吸附

采用表面引发原子转移自由基聚合(SIATRP)技术在硅片及金膜表面上制备导电聚丙烯酰吡咯(PMAP),并对聚合物薄膜的化学结构等进行了表征.采用表面等离子谐振生化分析仪(SPR)原位考察了牛血清白蛋白(BSA)在聚合物表面上的吸附行为,通过改变缓冲液的pH值和BSA的浓度对蛋白质吸附的影响,探讨了BSA在PMAP上的吸附机理.采用电化学循环伏安测试考察了蛋白质吸附对于导电聚合物的电化学行为的影响.采用原子力显微镜(AFM)考察了BSA在聚合物表面上吸附前后聚合物的表面形貌变化.     

金表面聚合物刷及图案化微结构的制备

采用表面引发室温原子转移自由基聚合(ATRP)方法在金基底上原位制备了接枝聚合物刷,其制备过程用厚度测量,ATR-FTIR,XPS等进行了表征,初始时聚合物刷的厚度随着聚合时间的增加线性增加,表现为活性聚合的特征．XPS表征证明表面引发聚合后聚合物刷末端仍然存在ATRP反应的引发剂．紫外光刻图案化的聚合物刷作为电沉积的模板,经电沉积、后紫外处理、湿化学刻蚀步骤后得到了分离的导电聚合物微阵列结构,通过浇注／粘附处理将导电聚合物微阵列转移至硅油弹性体片,由于导电聚合物在湿化学刻蚀中对基底金具有良好的保护作用,因此在导电聚合物阵列被转移后,基底表面得到金微阵列。     

高容量咪唑型螯合树脂的制备及其对Cd(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附性能

以氯甲基化交联聚苯乙烯树脂(CMCPS)为载体和大分子引发剂,1-乙烯基咪唑(VIM)为单体,溴化亚铜/2,2'-联吡啶为催化剂体系,采用表面引发原子转移自由基聚合技术(SI-ATRP),将1-乙烯基咪唑接枝到CMCPS树脂表面,制得新型咪唑型螯合树脂(VIM-CMCPS),并采用X射线光电子能谱、元素分析和扫描电镜对其进行表征。考察了该螯合树脂对Cd2+和Zn2+的吸附性能、动力学和热力学参数。该螯合树脂表面VIM接枝密度达1.008 mg/m2。结果表明,该树脂对Cd2+和Zn2+的吸附量随溶液初始浓度和温度的升高而增加,当p H值分别为3.6和2.4时,对Cd2+和Zn2+的吸附效果最佳,树脂的静态饱和吸附容量分别为653.1 mg/g和793.3 mg/g,Langmuir和Freundlich方程均呈现良好的拟合度。热力学平衡方程计算得ΔG0,ΔH=24.47 k J/mol,ΔS0,表明该吸附过程是自发、吸热、熵增加的过程。动力学研究表明,该过程符合准二级动力学模型。     

原子转移自由基聚合法用于以单分散树脂为基质的强阳离子交换色谱固定相的制备及其色谱性能研究

以7μm单分散交联聚甲基丙烯酸环氧丙酯树脂表面键合溴异丁酰溴为引发剂,以CuCl/CuCl2/2,2-联二吡啶(Bpy)为催化体系,采用封闭体系,在氮气保护下,以乙烯基苯磺酸钠(NaSS)为单体、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)水溶液为溶剂,制备了强阳离子交换色谱(SCX)固定相,并用元素分析与红外光谱法对其进行了表征....     

Enhanced binding capacity of boronate affinity adsorbent via surface modification of silica by combination of atom transfer radical polymerization and chain-end functionalization for high-efficiency enrichment of cis-diol molecules

Boronate affinity materials have been widely used for specific separation and preconcentration of cis-diol molecules, but most do not have sufficient capacity due to limited binding sites on the material surface. In this work, we prepared a phenylboronic acid-functionalized adsorbent with a high binding capacity via the combination of surface-initiated atom transfer radical polymerization (SI-ATRP) and chain-end functionalization. With this method, the terminal chlorides of the polymer chains were used fully, and the proposed adsorbent contains dense boronic acid polymers chain with boronic acid on the chain end. Consequently, the proposed adsorbent possesses excellent selectivity and a high binding capacity of 513.6 μmol g⁻¹ for catechol and 736.8 μmol g⁻¹ for fructose, which are much higher than those of other reported adsorbents. The dispersed solid-phase extraction (dSPE) based on the prepared adsorbent was used for extraction of three cis-diol drugs (i.e., epinephrine, isoprenaline and caffeic acid isopropyl ester) from plasma; the eluates were analyzed by HPLC-UV. The reduced amount of adsorbent (i.e., 2.0 mg) could still eliminate interferences efficiently and yielded a recovery range of 85.6–101.1% with relative standard deviations ranging from 2.5 to 9.7% (n = 5). The results indicated that the proposed strategy could serve as a promising alternative to increase the density of surface functional groups on the adsorbent; thus, the prepared adsorbent has the potential to effectively enrich cis-diol substances in real samples.     

BPR树脂吸附金的性能及其分析应用研究

研究了ＢＲＰ树脂在碱性介质中对Ａｕ（Ｉ）的吸附速率，吸附容量，吸附等温线及其分析应用。     

GDX树脂和二氧六环的理化性质对水中酚类污染物富集洗脱性能的影响

以9种一元酚为吸附质,系统讨论了GDX-502和二氧六环的理化性质对酚类富集及洗脱性能的影响。结果表明,GDX-502使用前的溶剂预处理具有净化树脂和改变树脂的孔结构的双重功能,用本文方法对GDX-502进行溶剂预处理,可使树脂获得有利于酚类富集与洗脱的孔结构,该树脂对水中酚类的富集作用是以Van der Waals力和较氢键弱的π-键合作用力为基础的物理吸附,而二氧六环洗脱酚类的实质是氢键作用。     

新型磁性限进分子印迹复合材料的制备及富集性能

采用浸渍热解法制备磁性凹凸棒土(MATP), 以磺胺二甲氧嘧啶(SDM)为模板分子, 4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体, 采用反相原子转移自由基聚合(RATRP)法在MATP表面包覆印迹聚合物薄膜, 得到磁性分子印迹聚合物(MATP-MIPs), 最后在MATP-MIPs表面接枝亲水性单体甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA), 得到新型磁性限进分子印迹复合材料(MATP-RAM-MIPs). 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪、 扫描电子显微镜(SEM)、 热重分析(TGA)仪、 振动样品磁强计(VSM)和X射线衍射(XRD)仪对材料进行了表征. 通过静态水接触角和考马斯亮蓝G-250方法证明材料外表面具有良好的亲水性和排阻蛋白的特性; 采用静态和选择性吸附实验证实MATP-RAM-MIPs对SDM具有良好的吸附选择性和较高的吸附容量. 将该材料直接用于牛血清中磺胺类药物的富集分离, 加标回收率为86.2%~100.6%, 相对标准偏差为2.1%~4.2%, 可见该材料在复杂样品前处理中具有良好的实际应用价值.     

含硫氮螯合树脂对金、银及某些贱金属氰化物吸附性能的研究

用ＩＣＰ－ＡＥＳ研究了含硫氮螯合树脂对碱性氰化溶液中金、银、铜、铁、锌等金属离子的吸附行为。结果表明,该树脂除定量吸附金、银的氰化物外,也吸附铜、锌、铁的氰化物;吸附在树脂上的银及其它贱金属离子可以用２％ＮａＣＮ定量解吸,用硫脲－硫酸溶液可顺利地将金从树脂上洗脱下来,由此可实现金与银等元素的分离。树脂重复使用性能良好。对该树脂吸附金属氰化物的机理进行了初步探讨。     

Preparation of High‐capacity,Monodisperse Polymeric Weak Cation Exchange Packings Using Surface‐initiated Atom Transfer Radical Polymerization and Its Chromatographic Properties

A novel stationary phase for weak cation exchange (WCX) chromatography was prepared by "grafting from" strategy. Surface initiated atom transfer radical polymerization (ATRP) of acrylic acid (AA) was conducted in toluene medium, starting from the macromolecule initiators of poly(4‐vinylbenzyl chloride‐co‐divinylbenzene) (P_CMS/DVB) beads. The amounts of poly(acrylic acid) grafted chains with different ATRP formulations were calculated based on the elemental analyses. The poly(acrylic acid) grafted beads obtained with different ATRP formulations were tried as chromatographic packings in the separation of proteins by ion‐exchange chromatography. The effect of the poly(acrylic acid) grafted chain lengths on P_CMS/DVB beads for the separation of proteins was investigated in details. Simultaneously, characterization of the column was investigated as ion chromatographic stationary phase for the separation of inorganic cations. The results show that poly(acrylic acid) grafted columns had excellent performance for separation of proteins and inorganic cations. The highest of the dynamic capacity of the column was 35.55 mg/mL. The columns were provided with high column efficiency.