Page 116 - 《精细化工》2022年第8期

·1616· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

阶段为 310~480 ℃，此阶段聚合物先缓慢分解而后 子 NIP 在初始阶段也有较快的结合速率，在 3 h 后
迅速加快，结构崩塌，失重率为 84.2%。500 ℃以 吸附趋于饱和状态。在整个吸附过程中，NIP 的吸
后分解达到平衡，残留率为 3.8%。对比曲线 b、c 附量明显低于 MIP，且更快达到饱和状态。结果表
可知，NIP 和 MIP 的热失重情况类似，但在第 2 阶 明，MIP 对模板分子 Hup A 有较高的吸附性能。
段 MIP 失重率为 8.94%，NIP 失重率为 7.05%，MIP 通过静态吸附实验进一步探究 MIP 对模板分子
比 NIP 失重更多是因为模板分子 Hup A 的存在。以 的吸附性能。固定 MIP 的质量，加入不同初始浓度
上结果表明，所制备的聚合物热稳定性良好。 的 Hup A，为了保证吸附平衡，吸附时间为 12 h，
吸附完成后测量 MIP 对 Hup A 的吸附量。NIP 作为
空白对照，实验操作步骤与 MIP 相同，结果如图 6
所示。由图 6 可知，在 12.5~300 mg/L 质量浓度范
围内，MIP 对 Hup A 的吸附量随着 Hup A 初始浓度
的增加而增加。比较曲线斜率可知，在初始质量浓
度较低范围内吸附速率较快（0~150 mg/L，MIP 吸附
曲线斜率为 0.036，NIP 吸附曲线斜率为 0.029）；在
初始质量浓度较高范围内（150~300 mg/L），吸附缓
慢且随着浓度的增加吸附速率逐渐降低；Hup A 质

量浓度达 300 mg/L 后吸附达到平衡。在相同的 Hup

图 4 Hup A（a）、NIP（b）和 MIP（c）的 TGA 曲线 A 初始浓度下，MIP 表现出比 NIP 更高的吸附量，
Fig. 4 TGA curves of Hup A (a), NIP (b) and MIP (c) 主要原因是 MIP 内部存在与模板分子尺寸大小一致、
几何结构相同、功能基团匹配的空穴。吸附特性实
2.4 吸附性能分析
验结果表明，MIP 可以特异性结合 Hup A 分子。
采用动态吸附法评估 MIP 对模板分子 Hup A 的
吸附随时间的变化特性。固定 MIP 的质量和加入的
Hup A 溶液的初始质量浓度，在不同时间间隔下测
量 MIP 对 Hup A 的吸附量。NIP 作为空白对照，实
验操作步骤与 MIP 相同，结果如图 5 所示。

图 6 MIP 和 NIP 的等温吸附曲线
Fig. 6 Adsorption isotherms of MIP and NIP

通过 Scatchard 方程对图 6 等温吸附曲线进行
Scatchard 线性分析，考察 MIP 的结合特性 [22] 。

Scatchard 方程模型如下：
图 5 MIP 和 NIP 的动态吸附曲线 Q/ρ=(Q max –Q)/K d （4）
Fig. 5 Dynamic adsorption curves of MIP and NIP
式中：Q max 为聚合物在结合位点上的最大吸附量
由图 5 可知，印迹分子 MIP 在初始阶段有一个 （mg/g）；ρ 为加入的 Hup A 溶液的初始质量浓度
较快的结合速率，而后随着时间的延长，吸附速率 (mg/L)；K d 是结合位点的平衡解离常数（mg/L）。
比初始阶段有所下降，在 6 h 后达到吸附平衡。这 以吸附量/质量浓度（Q/ρ）对吸附量（Q）作图，
是因为 MIP 表面有大量可以和 Hup A 相匹配的功能 结果如图 7 所示。对所得散点图进行线性拟合得到
基团，在吸附初始阶段，Hup A 分子可以快速进入 两条拟合度较高的直线，从图 7 可以看出，整体上
印迹空穴，结合在 MIP 表面上，当表面吸附达到平 吸附量/质量浓度对吸附量是非线性的，说明 MIP
衡时，Hup A 分子由 MIP 表面转向内部更深的印迹 中的结合位点不是等价的, 不同类型的结合方式会
结合位点，这一过程需要克服传质阻力，导致吸附 形成具有不同性质的结合位点。从图 7 可以看出，
速率有所下降，最终达到吸附饱和状态。非印迹分 有两个线性较好的部分，说明主要存在两类不同的