多壁碳纳米管表面对硝基苯酚印迹复合材料的制备与吸附性能.pdf

V01．3l 高等学校化学学报 No．11 20lO年11月 CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNⅣERSmES 2141～2147 多壁碳纳米管表面对硝基苯酚印迹 复合材料的制备与吸附性能 张华斌1，张朝晖1”，胡宇芳1，杨潇1，聂利华2 (1．吉首大学化学化工学院，吉首416000； 2．湖南大学化学生物传感与计量国家重点实验室，长沙410082) 摘要以多壁碳纳米管表面接枝的厶苯丙氨酸为结合位点，甲基丙烯酸为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸 酯为交联剂，采用沉淀聚合技术，在碳纳米管表面制备了对硝基苯酚印迹复合材料．采用红外光谱和扫描电 镜研究了该印迹复合材料的结构和形貌，结果表明，在碳纳米管表面接枝了一层稳定的印迹材料．采用高效 液相色谱研究了该印迹材料的等温吸附性能，结果表明，该印迹材料对模板分子具有较大的吸附容量 (Q一=80．5恤moL／g)和良好的选择吸附性能(选择因子达2．5)．以该印迹材料作为固相萃取吸附剂，研究 了它对对硝基苯酚和其它结构类似物混合溶液的动态吸附性能，结果表明，印迹复合材料对对硝基苯酚的 吸附容量不受结构类似物浓度的影响，能较好地应用于对硝基苯酚的分离富集检测． 关键词多壁碳纳米管；印迹；硝基苯酚；吸附 中图分类号0613；0657文献标识码A 文章编号0251JD790(20lO)ll-2141J盯 对硝基苯酚一般用作农药、医药及染料等精细化学产品制作的中间体，也常作皮革防霉剂及酸值 指示剂，可经皮肤和呼吸道吸收，对中枢神经和神经末梢有刺激及抑制作用，严重的还将出现高铁血 色素症和呼吸困难…．联合国、国际海事组织和美国等规定其为痕量有毒污染物．由于对硝基苯酚在 空气和地面的含量很低，采用高效液相色谱对对硝基苯酚的监测需要经过复杂的预富集处理，才能达 到检测限要求．分子印迹聚合物的专一选择性能够满足上述富集要求． 分子印迹是以目标分子作为模板，通过认定印迹聚合物材料并用于目标分子识别分离的新技 术怛J．近20年来，印迹聚合材料显示出巨大的发展潜力，具有高选择性、化学和机械稳定性等优点， 已成功应用于色谱分离、生物传感器及人工模拟抗体等领域旧。J．各种新型印迹材料不断研制，在碳 纳米管表面制备印迹复合材料也得到研发∞’7】． 碳纳米管是一种碳纳米晶体纤维材料，它是由层状结构的石墨片卷成的无缝空心管【8]，具有良好 的机械性能、电学性能以及化学稳定性，在很多领域具有广泛的应用价值一tl0|．最近又有以碳纳米管 为基质、表面接枝印迹材料对某些物质进行选择分析的报道M，ll’12j，这种印迹材料对碳纳米管的修饰 是利用强酸氧化碳纳米管并产生羧基，再接枝其它基团作进一步的印迹聚合．但是，这种修饰会破坏 电子共轭结构和截短碳纳米管¨3|，并且不具备对目标分子的多层次的立体配位能力．因此，对碳纳米 管的修饰需要采取温和的氧化方式，并且要在一定情况下改进与模板分子的立体配位方式． 本文以多壁碳纳米管为基体，通过自由基引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)与多壁碳纳米管(MwNT) 之间的自由基反应，制备了氰基改性的MwNT，然后经水解制得羧基改性的多壁碳纳米管，再接枝苯 丙氨酸．利用苯环仃一仃共轭电子云修复碳纳米管管壁的电子云共轭结构，由原来的平面电子共轭修复 成为多面的立体电子共轭，继而在碳纳米管表面接枝印迹材料．这种复合材料具有大量的结合位点和 收稿日期：2010旬3粕．． 资助． 联系人简介：张朝晖，男，博士，剐教授，主要从事分子印迹研究．E．mail：小a幽I曲an977@hot咖il．咖 万方数据 高等学校化学学报 吸附能力． 1 实验部分 1．1试剂与仪器 除特别说明外，试剂均为分析纯．多壁碳纳米管(MWNT，直径为30—50nm，纯度≥95％)购自深 胺(DMF)、甲苯、乙醇、盐酸、氢氧化钠、乙酸和甲醇(色谱纯)购自长沙试剂有限公司；实验用水均 为二次蒸馏水． Lc．10AD型高效液相色谱