虚拟模板萘分子印迹聚合物及其制备方法和应用

本发明属于水污染修复应用，具体涉及一种虚拟模板萘分子印迹聚合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、萘是高度亲脂性化合物，其结构中没有官能团(无侧链)。由于萘分子没有任何明显的官能团可以与基质产生强烈的分子间相互作用，因此萘与印迹、识别过程中使用的单体/交联剂之间的相互作用是非共价相互作用，如疏水相互作用、空间位阻和π-π相互作用，比静电力弱一个到两个数量级。与印迹了具有官能团的化合物的印迹聚合物相比，萘印迹聚合物的印记因子通常较低。

2、当目标化合物不适合直接作为分子印迹技术的模板分子时，目标化合物的结构类似物可以作为模板分子。虚拟模板分子与模板分子具有相似分子结构，选择具有官能团或者支链的萘结构类似物，可以增强模板与功能单体之间的作用力，从而得到与萘在形状、大小、功能团方面互补的、具有三维结构的特异性识别孔穴。利用虚拟模板合成萘分子印迹聚合物将是一个行之有效的解决思路。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种虚拟模板萘分子印迹聚合物及其制备方法和应用。

2、为达到上述目的，本发明的解决方案是：

3、一种虚拟模板萘分子印迹聚合物的制备方法，其包括如下步骤：

4、(1)、将0.5-1mmol虚拟模板分子(优选为0.75-1mmol)和2-6mmol功能单体(优选为4-5mmol)加入80-120ml致孔剂(优选为80-100ml)中，超声，再分别依次加入10-40mmol交联剂(优选为20-30mmol)和0.05-0.2g引发剂(优选为0.1-0.15g)，水浴加热，接着磁力搅拌；

5、(2)、反应后抽滤，并放入索式提取器，用10％的乙酸甲醇溶液洗脱模板，洗脱后真空干燥，得到虚拟模板萘分子印迹聚合物。

6、其中，分子印迹的原理：得到与模板具有相同三维结构的孔穴，然后洗脱模板暴露出印迹孔穴，然后在用于吸附污染物时，就能特异性识别具有相同三维结构的目标污染物了。

7、进一步地，步骤(1)中，虚拟模板分子为萘甲酸。

8、虚拟模板选择：选择与萘具有相似几何形状并具有官能团的虚拟模板。

9、本发明技术方案的关键在于借助虚拟模板的官能团与功能单体产生强烈的分子间相互作用，增强萘的印迹因子。

10、进一步地，步骤(1)中，功能单体为甲基丙烯酸。

11、进一步地，步骤(1)中，致孔剂为乙腈。

12、进一步地，步骤(1)中，交联剂为三乙二醇二甲基丙烯酸酯。

13、进一步地，步骤(1)中，引发剂为偶氮二异丁腈。

14、进一步地，步骤(1)中，超声的时间可以为10-20min，优选为15-20min，更优选为15min。

15、进一步地，步骤(1)中，水浴加热的温度可以为65-75℃，优选为70-75℃，更优选为70℃。

16、进一步地，步骤(1)中，磁力搅拌的转速可以为500-600rpm，优选为550-600rpm，更优选为600rpm。

17、进一步地，步骤(1)中，反应的时间可以为24-36h，优选为30-36h，更优选为24h。

18、进一步地，步骤(1)中，洗脱模板的时间可以为24-48h，优选为36-48h，更优选为36h。

19、进一步地，步骤(1)中，真空干燥的温度可以为60-70℃，优选为60-65℃，更优选为65℃；时间可以为12-24h，优选为16-24h，更优选为24h。

20、由于采用上述方案，本发明的有益效果是：

21、1、本发明中提供的方法可以得到与萘在形状、大小、功能团方面互补的、具有三维结构的特异性识别孔穴，有效解决萘分子结构没有官能团(无侧链)难以印迹的问题。

22、2、本发明制备的萘分子印迹聚合物具备强大的选择吸附性能，能特异性选择萘，抵抗环境基质干扰，提高萘的去除率。

23、3、本发明制备方法简单，成本低廉，产率高，化学稳定性高，吸附速率快，能够实现大规模应用。

24、总之，本发明制备的虚拟模板萘分子印迹聚合物，对萘具有很高的吸附容量及专一性识别特性，合成方法简单，在水污染修复中具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种虚拟模板萘分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述虚拟模板分子为萘甲酸；和/或，

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述超声的时间为10-20min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述水浴加热的温度为65-75℃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述磁力搅拌的转速为500-600rpm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应的时间为24-36h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述洗脱模板的时间为24-48h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述真空干燥的温度为60-70℃，时间为12-24h。

9.一种虚拟模板萘分子印迹聚合物，其特征在于，其由权利要求1-8任一项所述的制备方法得到。

10.一种如权利要求9所述的虚拟模板萘分子印迹聚合物用于选择性去除水体中的萘。

技术总结
本发明提供了一种虚拟模板萘分子印迹聚合物及其制备方法和应用，制备方法包括：将虚拟模板分子和功能单体加入致孔剂中，超声，再分别依次加入交联剂和引发剂，水浴加热，接着磁力搅拌；反应后抽滤，并放入索式提取器，用乙酸甲醇溶液洗脱模板，洗脱后真空干燥即可；选择与萘具有相似几何形状并具有官能团的虚拟模板，借助虚拟模板的官能团与功能单体产生强烈的分子间相互作用，增强萘的印迹因子；本发明制备的虚拟模板萘分子印迹聚合物，对萘具有很高的吸附容量及专一性识别特性，合成方法简单，在水污染修复中具有广阔的应用前景。

技术研发人员：代朝猛,赵伊敏,张峻博,游学极,付融冰
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15