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全氟辛烷磺酸(Perfluorooctane sulfonate,PFOS)由于疏水疏油性、表面活性、化学惰性等优良性能,被广泛应用于工业及消费领域。PFOS分布广泛、难降解,具有持久性、生物累积性以及潜在毒性,可随着食物链在生物体内富集至很高的浓度,对人类存在潜在危害,是新型的持久性有机污染物。此外,PFOS相比其他全氟化合物具有更高的水溶性,在水介质中可达到较高的浓度。因此,设计一种简单、高效、快速的分离富集方法以去除水介质中的PFOS,具有十分重要的意义。本文基于表面分子印迹技术,设计合成了分子印迹聚合物(Molecularly imprinted polymers,MIPs),探讨了吸附性能并将其应用于环境水样中PFOS的分离富集,具体内容如下:(1)制备了一种磁性分子印迹聚合物(Magnetic molecularly imprinted polymers,MMIPs)用于选择性去除水中的PFOS。PFOS(模板分子)与丙烯酰胺(功能单体)溶解在乙腈中形成预组装溶液,在交联剂、引发剂作用下,在核壳结构的四氧化三铁表面形成复杂的网状结构。随后洗脱模板分子,聚合物表面留下相应的结合位点,得到MMIPs材料。以MMIPs材料为参考,合成磁性非分子印迹聚合物(Magnetic nonmolecularly imprinted polymers,MNIPs)用于对比研究MMIPs的吸附性能。采用透射电子显微镜(Transmission electron microscope,TEM)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)、X-射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)、振动样品磁强计(Vibrating sample magnetometry,VSM)等手段对MMIPs进行表征。探究温度、pH对吸附过程的影响,讨论吸附性能并将其应用到实际水样中,用共振光散射(Resonance light scattering,RLS)方法检测上清液中PFOS的浓度。研究表明,在pH 1.81的Britton-Robinson(BR)缓冲溶液中,丙烯酰胺与PFOS之间的静电作用最强,表现为MMIPs对PFOS的吸附量最大。此外温度对吸附量有显著影响,温度升高,吸附量增大,说明MMIPs对PFOS的吸附属于吸热过程。静态吸附实验表明,MMIPs对PFOS的最大吸附量为2.401 mg/g,高于MNIPs对PFOS的最大吸附量1.164 mg/g。将吸附等温数据进行拟合,结果显示,MMIPs对PFOS的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,展示单分子层吸附。动力学数据表明,MMIPs对PFOS的吸附符合拟二级动力学模型,说明化学过程可能是吸附过程中的限速步骤,且60 min达到吸附平衡。MMIPs对PFOS有较好的选择性和再生性,表现为重复使用5次后,其吸附效率仅降低3%。将MMIPs应用到实际水样中,其对PFOS的标准回收率为53.06%55.66%。基于此,MMIPs有望用于实际水样中PFOS的分离富集,且RSD≤2.12%。(2)合成了一种介孔二氧化硅分子印迹聚合物(Mesoporous silica nanoparticles molecularly imprinted polymers,MSNs@MIPs)用于分离富集水样中的PFOS。该聚合物利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyltriethoxysilane,APTES)与PFOS之间的静电作用,结合正硅酸乙酯(Tetraethoxysilane,TEOS)在碱性条件下的水解作用,在SiO2 NPs表面形成复杂的网状结构。随后洗脱模板分子得到MSNs@MIPs。此外合成介孔二氧化硅非分子印迹聚合物(Mesoporous silica nanoparticles nonmolecularly imprinted polymers,MSNs@NIPs)用于对比探究MSNs@MIPs的吸附性能。利用TEM、FTIR、XRD以及氮气吸附脱附等手段对该纳米材料进行表征。静态吸附实验表明,MSNs@MIPs对PFOS的饱和吸附量为21.10 mg/g,而MSNs@NIPs为9.78 mg/g。同时探究了介孔对吸附量的影响,结果表明,介孔结构有助于增大吸附剂对吸附质的吸附量。将吸附等温数据进行拟合,结果显示MSNs@MIPs对PFOS的吸附过程符合Freundlich等温模型,体现非均匀表面与多分子层吸附。动力学研究表明,吸附过程符合拟二级动力学模型,表明化学吸附是吸附过程的限速步骤,且25 min达到吸附平衡。当PFOS的结构类似物存在时,MSNs@MIPs对PFOS表现出较好的选择性吸附。重复性实验中,MSNs@MIPs经过5次吸附脱附循环后,对PFOS的去除率仅降低5%。将MSNs@MIPs用于实际水样中,对PFOS的去除率为61.86%76.12%,表明MSNs@MIPs有望应用于环境水样中PFOS的去除,且RSD≤4.64%。