[发明专利]一种同时吸附多种氮化物的分子印迹聚合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环境污染控制化学技术领域，尤其是一种同时吸附多种氮化物的分子印迹聚合物的制备方法。

背景技术

氮化物会影响油品的性能和安定性，特别是储存过程中，氮化物的存在会导致油色变深及产生胶质和沉淀。而氮化物的燃烧会生成强腐蚀性的酸性气体，以氮氧化物的形式排入大气，严重污染大气，并会造成酸雨。为适应环保要求，满足轻质汽油的质量和车辆的废气排放标准，石油脱氮技术亟待开发利用。油品中存在的含氮化合物主要有苯胺、吡啶、喹啉、吡咯、吲哚、咔唑及其衍生物等。酸萃取精制方法简单，加工费用低，但是会对环境造成污染；溶剂萃取精制工艺简单，不仅可以脱除含氮化合物，而且还可以脱除胶质、多环芳烃以及含氧、含硫等极性化合物，但常规溶剂精制的选择性差，在脱除含氮化合物的同时大量烯烃也会被脱除；络合萃取精制工艺简单且脱氮率高，但是对非碱性氮的脱除效果不理想；而近几年报道的微波辐射法和微生物法目前尚处于实验室研究阶段，还有着操作条件不好控制或者反应速率慢等问题需要解决。吸附剂法操作条件温和、投资和操作费用低、可再生利用、环境污染小，但传统的吸附剂诸如活性炭、离子交换树脂等有选择性差的缺点。

近年来发展起来的分子印迹技术(MIT)因其制备的分子印迹聚合物(MIPs)具有良好特异识别性、高亲和性、较好的物理与化学稳定性、成本低且易制备等特点，在色谱分离、生物传感器、固相萃取和药物释放等领域已经得到了广泛的的关注和应用；将MIT应用于脱氮吸附剂的制备可以解决传统吸附剂选择性差的问题；但是以单一模板制备的脱氮印迹吸附剂往往只能对所使用的模板具有单一选择性识别能力。

因此我们希望制备一种对多种氮化物具有选择性吸附能力的吸附剂。多模板分子印迹聚合物在制备过程中主要涉及不同模板是否相互作用相互影响的问题，如果通过实验方法来确定各个模板是否适合制备同一种多模板印迹聚合物显得费时费力。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种同时吸附多种氮化物的分子印迹聚合物的制备方法，先通过计算机模拟技术进行模板分子-单体复合物模拟，根据模拟结果进行制备，省时省力，节省原料，本发明制备的分子印迹聚合物吸附颗粒均匀，比表面积大，具有多种印迹结合位点，选择性好。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种同时吸附多种氮化物的分子印迹聚合物的制备方法，包括如下步骤：

S1、选出能够与模板分子形成氢键作用的功能单体，对模板分子和功能单体进行分子几何结构优化，得到最低能量构象；

S2、根据S1选出的优化后的模板分子和功能单体的几何结构，模拟模板分子和功能单体组成复合物，根据模拟结果确定能与模板分子形成最强相互作用的功能单体；

S3、将模板分子与S2选出的功能单体溶于有机溶剂中形成模板-单体复合物；

S4、将S3所述模板-单体复合物、碱性缓冲溶液、交联剂、水溶性引发剂、阴离子表面活性剂在无氧环境下于70～80℃反应，洗脱模板分子得分子印迹聚合物。

进一步，在S4中加入种子分散液，所述种子分散液的制备方法为将碱性缓冲溶液、交联剂、水溶性引发剂、阴离子表面活性剂在无氧环境下于70～80℃反应。

在上述方案中，所述模板分子为油中存在的氮化物，所述氮化物为苯胺、苯胺衍生物、吡啶、吡啶衍生物、喹啉、喹啉衍生物、吡咯、吡咯衍生物、吲哚、吲哚衍生物、咔唑或咔唑衍生物。

进一步，所述功能单体为4-乙烯基吡啶、丙烯酰胺或甲基丙烯酸。

在上述方案中，所述碱性缓冲溶液为pH＝8的磷酸盐或碳酸盐缓冲溶液，所述交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，所述水溶性引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二醇硫酸钠、十六烷基磺酸钠。

在上述方案中，所述溶液pH＝8，所述模板-单体复合物、交联剂、水溶性引发剂、阴离子表面活性剂的用量比为(4～6)mL：(5～10)mL：(0.05～0.1)g：(0.25～0.5)g。

在上述方案中，S4中加入种子分散液与模板-单体复合物的用量体积比为(5～10)：1；

所述种子分散液的制备方法中阴离子表面活性剂、交联剂、水溶性引发剂的用量为(0.5～1)g：(2～3mL)：(0.1～0.2)g，所述种子分散液pH＝8。

在上述方案中，洗脱模板分子所用洗脱液为甲醇与冰醋酸混合液，所述甲醇与所述冰醋酸的体积比为9:1～8:2。