一种双酚A分子印迹零价铁聚合物及其制备方法和应用

本发明属于去除水体中污染物的，具体涉及一种双酚a分子印迹零价铁聚合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、双酚a(bpa)是一种内分泌干扰物(endocrinedisruptingchemicals，edcs)。bpa在全世界范围内大量使用，大量的bpa广泛的分布在环境中，是目前检测频率和检测浓度较高的环境内分泌干扰物之一。不同环境中bpa的分布和含量大不一样，空气中的bpa由于大气中光氧化作用被去除，而水体中的bpa由于缺乏活性基团，在水体中难以被降解。bpa在进入生物机体后能与雌激素受体结合，产生类似雌激素的生理作用，干扰内分泌系统，进而影响内分泌系统的正常机制，危害人民生命健康。在《生活饮用水卫生标准》(gb5749-2022)中规定双酚a含量限值为0.01mg/l。

2、目前国内外对双酚a的去除主要分为生物法、物理法和化学法三种。生物法是利用微生物在厌氧或好氧条件下降解反应，由于生物法反应周期长，并且微生物对污染物的降解具有选择性、因此效率不高。

3、物理法是利用范德华力将污染物从水相转移到其他相，以吸附法为主，其中分子印迹技术(mit)由于其合成制备的聚合物能够对目标污染物表现出选择性吸附的效果成为一种高效去除水中痕量污染物的技术，受到了广泛关注。其优点在于成本低，设计简单，传质性能强，产生的有害副产物少。缺点是吸附的污染物自身不会降解，存在二次污染风险。化学法主要利用生成的硫酸根自由基so4-·、羟基自由基·oh等活性自由基进行降解，可将双酚a最终降解成co2和h2o；其中零价铁活化过硫酸盐(过硫酸氢钾、过硫酸氢钠等)的氧化方法具有绿色无毒、还原性强、使用方便等优点，但其仍存在一些缺陷：自由基易受到其它污染物影响，双酚a传质效率低、适用水质的ph范围小等。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种双酚a分子印迹零价铁聚合物，它具有分子印迹技术良好的选择性，对双酚a具有识别能力，并且能够高效的活化过硫酸盐产生自由基从而实现对双酚a的降解。本发明还提供一种双酚a分子印迹零价铁聚合物的制备方法和应用。

2、为了解决上述技术问题：

3、本发明提供的一种双酚a分子印迹零价铁聚合物为：包含双酚a、4-乙烯基吡啶和二甲基丙烯酸乙二醇酯聚合生成的双酚a分子印迹聚合物，双酚a分子印迹聚合物负载有零价铁。

4、本发明还提供一种双酚a分子印迹零价铁聚合物的制备方法，包括以下步骤：

5、步骤1、合成双酚a分子印迹聚合物(mip)：

6、以双酚a为模版分子，4-乙烯基吡啶(4-vp)为功能单体，二甲基丙烯酸乙二醇酯(egdma)为交联剂、乙腈为溶剂、在引发剂偶氮二异丁腈(aibn)的作用下，经过预聚合、热聚合反应、分离洗脱制得双酚a分子印迹聚合物；

7、步骤2、合成双酚a分子印迹负载零价铁聚合物(mip-nfe0)：

8、以步骤1制得的分子印迹聚合物为载体，在氮气保护下，使用硼氢化钠液相还原法还原硫酸亚铁得到零价铁，零价铁附着在双酚a分子印迹聚合物的多孔网络中，得到双酚a分子印迹负载零价铁聚合物。

9、本发明提供一种双酚a分子印迹零价铁聚合物在去除水中双酚a的应用。

10、优选地，将双酚a分子印迹零价铁聚合物与过硫酸盐一起投放到含双酚a水中，经震荡反应、磁分离获得降解双酚a的处理水。

11、本发明的技术效果是：

12、1、本发明的聚合物具有对双酚a的良好选择性，表面特异性识别位点对水中的双酚a具有优秀的识别能力，能够使双酚a富集在聚合物表面；氧化双酚a的自由基不受到其它污染物影响，克服了现有化学法生产的自由基容易受到水体中其它污染物干扰的缺点。该聚合物比普通零价铁催化剂具有更大的比表面积，从而增加了传质能力，提高了活化过硫酸盐的效率，降解速率快。

13、2、本发明的制备方法简单，原材料常见、成本较低，具有良好的稳定性和重复利用性，并且具有良好的顺磁性，可磁分离，使用方便。

14、3、本发明的双酚a分子印迹零价铁聚合物应用于去除水中双酚a，双酚a降解快、去除率高、适用水质范围广。

技术特征：

1.一种双酚a分子印迹零价铁聚合物，包含双酚a、4-乙烯基吡啶和二甲基丙烯酸乙二醇酯聚合生成的双酚a分子印迹聚合物，其特征是：双酚a分子印迹聚合物负载有零价铁。

2.一种双酚a分子印迹零价铁聚合物的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的双酚a分子印迹零价铁聚合物的制备方法，其特征是：在步骤1中，双酚a、4-乙烯基吡啶和二甲基丙烯酸乙二醇酯的摩尔比为1∶3～6∶20～30。

4.根据权利要求3所述的双酚a分子印迹零价铁聚合物的制备方法，其特征是：在步骤1中，热聚合后使用转速离心分离得到固体，使用甲醇与乙酸体积比为9∶1的洗脱液在恒温摇床内洗脱至上清液内检测不出模版分子。

5.根据权利要求4所述的双酚a分子印迹零价铁聚合物的制备方法，其特征是：在步骤中，洗脱后于50～70摄氏度真空干燥箱内干燥的时间为16～24h。

6.根据权利要求2-5任一所述的双酚a分子印迹零价铁聚合物的制备方法，其特征是：在步骤2中，双酚a分子印迹聚合物与七水硫酸亚铁的质量比为1∶1.6～5。

7.根据权利要求6所述的双酚a分子印迹零价铁聚合物的制备方法，其特征是：在步骤2中，反应溶剂为水，溶剂中加入双酚a分子印迹聚合物和七水硫酸亚铁后，超声分散均匀；在通入纯氮气、机械搅拌条件下，硼氢化钠液进行还原反应。

8.根据权利要求7所述的双酚a分子印迹零价铁聚合物的制备方法，其特征是：在步骤2中，完全反应后，用磁铁磁分离反应产物。

9.一种双酚a分子印迹零价铁聚合物在去除水中双酚a的应用。

10.根据权利要求9所述的双酚a分子印迹零价铁聚合物的应用，其特征是：将双酚a分子印迹零价铁聚合物与过硫酸盐一起投放到含双酚a水中，经震荡反应、磁分离，获得降解双酚a的处理水。

技术总结
本发明公开了一种双酚A分子印迹零价铁聚合物及其制备方法和应用，该聚合物为双酚A分子印迹聚合物负载有零价铁。该制备方法包括步骤1、合成双酚A分子印迹聚合物；步骤2、合成双酚A分子印迹负载零价铁聚合物。其应用是去除水中双酚A，将双酚A分子印迹零价铁聚合物与过硫酸盐一起投放到含双酚A水中。本发明的技术效果是：具有分子印迹技术良好的选择性，对双酚A具有识别能力，并且能够高效的活化过硫酸盐产生自由基从而实现对双酚A的降解。该聚合物具有降解快、去除率高、特异性强、适用水质范围广、稳定性好、使用方便等优点，具有很高的实用价值。

技术研发人员：梁建军,颜强,柯俊丞,胡春燕,王悦,朱欣蕾
受保护的技术使用者：重庆大学建筑规划设计研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12