CN106179507A - 一种分子印迹聚合物修饰纳米ZnO光催化剂的制备方法 - Google Patents
一种分子印迹聚合物修饰纳米ZnO光催化剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106179507A CN106179507A CN201610512077.6A CN201610512077A CN106179507A CN 106179507 A CN106179507 A CN 106179507A CN 201610512077 A CN201610512077 A CN 201610512077A CN 106179507 A CN106179507 A CN 106179507A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zno
- nano
- add
- molecularly imprinted
- distilled water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 229920000344 molecularly imprinted polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 63
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 28
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229940043267 rhodamine b Drugs 0.000 claims description 18
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 16
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 14
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 14
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 14
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 14
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- DBCAQXHNJOFNGC-UHFFFAOYSA-N 4-bromo-1,1,1-trifluorobutane Chemical compound FC(F)(F)CCCBr DBCAQXHNJOFNGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 7
- STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol dimethacrylate Substances CC(=C)C(=O)OCCOC(=O)C(C)=C STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 claims description 7
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 7
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 7
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 6
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical group CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WOXXJEVNDJOOLV-UHFFFAOYSA-N ethenyl-tris(2-methoxyethoxy)silane Chemical compound COCCO[Si](OCCOC)(OCCOC)C=C WOXXJEVNDJOOLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- JJWXYRUDMPLSPT-UHFFFAOYSA-N tritert-butyl(ethenyl)silane Chemical compound CC(C)(C)[Si](C=C)(C(C)(C)C)C(C)(C)C JJWXYRUDMPLSPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NOZAQBYNLKNDRT-UHFFFAOYSA-N [diacetyloxy(ethenyl)silyl] acetate Chemical compound CC(=O)O[Si](OC(C)=O)(OC(C)=O)C=C NOZAQBYNLKNDRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 abstract description 3
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 abstract description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 abstract 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 38
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 13
- VYXSBFYARXAAKO-WTKGSRSZSA-N chembl402140 Chemical compound Cl.C1=2C=C(C)C(NCC)=CC=2OC2=C\C(=N/CC)C(C)=CC2=C1C1=CC=CC=C1C(=O)OCC VYXSBFYARXAAKO-WTKGSRSZSA-N 0.000 description 11
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 10
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 6
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 4
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N N-[1-oxo-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propan-2-yl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(C(C)NC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001782 photodegradation Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/06—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/26—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Graft Or Block Polymers (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
本发明提供了一种分子印迹聚合物修饰纳米ZnO光催化剂的制备方法，该方法首先采用低温液相沉淀法制备纳米ZnO，然后通过硅烷偶联剂在纳米ZnO表面引入乙烯基；再通过热引发聚合，在纳米ZnO表面包覆一层分子印迹聚合物。所得材料对目标污染物具有很强的选择性。
Description
技术领域
本发明属于新材料领域，具体涉及一种分子印迹聚合物修饰纳米ZnO光催化剂的制备方法。
背景技术
半导体光催化技术是一种极具前途的环境污染深度净化技术，具有处理效率高，不存在二次污染等优点。在降解废水中的有机污染物时，传统的光催化剂选择性比较差，其应用受到限制。因此，提高光催化剂的选择性成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种分子印迹聚合物修饰纳米ZnO光催化剂的制备方法，该方法将分子印迹技术与光催化降解技术有机结合，所得材料不仅具有优异的光催化活性，而且对目标污染物具有很强的识别能力。
实现上述目的的技术方案是：首先采用低温液相沉淀法制备纳米ZnO；然后采用硅烷偶联剂对纳米ZnO进行表面改性；再采用分子印迹技术，在纳米ZnO表面包覆分子印迹聚合物。
本发明提供的一种分子印迹聚合物修饰纳米ZnO光催化剂的制备方法，按照下述步骤进行：
(1)在250mL锥形瓶中，将6-10mmol Zn(CH3COO)2·2H2O、0.5-1.0mmol六次甲基四胺加入100mL甲醇溶液中，室温下不断搅拌，待溶质完全溶解后，加入6-10mL蒸馏水，搅拌均匀后，将锥形瓶放入60-80℃水浴锅中保温12-24h，保温结束后，收集沉淀物，沉淀物分别用无水乙醇、蒸馏水洗涤3-5次，60-80℃烘干，即得纳米ZnO；
(2)将2g上述纳米ZnO加入到30-50mL蒸馏水中，置于三口烧瓶中，用质量分数5-10％醋酸溶液将其pH调成4.0-5.0，超声15-30min，充分分散，加入0.4-0.8g硅烷偶联剂，通N2冷凝回流，80-100℃水浴中反应4-6h，真空干燥后，分别经甲醇、水反复洗涤3-5次，除去未反应的硅烷偶联剂；产品置于60-80℃真空干燥箱中干燥12-24h得到改性纳米ZnO；
(3)将3-6mmol罗丹明B和10-30mmol功能单体丙烯酰胺溶解在70mL去离子水中，完全溶解后，加入0.1-0.2mol的交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯和一定量的引发剂，搅拌30-45min得到前驱体溶液；
(4)在上述前驱体溶液中加入0.5-1.0g改性纳米ZnO，超声10-20min，使纳米ZnO均匀分散，通N2排除体系中的空气后密封，70-85℃引发聚合12-24h，反应结束后，将固体用研钵磨碎并过筛，然后分别用蒸馏水、体积比9:1的甲醇和乙酸溶液洗涤3-5次，60-80℃真空干燥，即得表面分子印迹型ZnO光催化剂。
作为优选，所述的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，乙烯基三叔丁基硅烷，乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种。
作为优选，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种，引发剂用量为功能单体与交联剂总质量的1％-3％。
由上述技术方案可知：本发明首先采用低温液相沉淀法制备纳米ZnO，无需高温煅烧；然后通过硅烷偶联剂在纳米ZnO表面引入乙烯基；再通过热引发聚合，在纳米ZnO表面包覆一层分子印迹聚合物，提高纳米ZnO对目标污染物的选择性。
本发明的有益效果是：将分子印迹技术与光催化技术有益结合，显著提高了光催化材料的选择性。
附图说明
图1实施例1、比较例1所得光催化材料对罗丹明B、罗丹明6G、亚甲基蓝的光催化降解性能
具体实施方式
下面结合具体的实施例，进一步详细地描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
(1)在250mL锥形瓶中，将6mmol Zn(CH3COO)2·2H2O、0.5mmol六次甲基四胺加入100mL甲醇溶液中，室温下不断搅拌，待溶质完全溶解后，加入6mL蒸馏水，搅拌均匀后，将锥形瓶放入60℃水浴锅中保温24h，保温结束后，收集沉淀物，沉淀物分别用无水乙醇、蒸馏水洗涤3次，60℃烘干，即得纳米ZnO；
(2)将2g上述纳米ZnO加入到30mL蒸馏水中，置于三颈烧瓶中，用质量分数5％醋酸溶液将其pH调成4.0，超声15min，充分分散，加入0.4g乙烯基三乙氧基硅烷，通N2冷凝回流，80℃水浴中反应6h，真空干燥后，分别经甲醇、水反复洗涤3次，除去未反应的硅烷偶联剂；产品置于60℃真空烘箱中干燥24h得到改性纳米ZnO；
(3)将3mmol罗丹明B和10mmol功能单体丙烯酰胺溶解在70mL去离子水中，完全溶解后，加入0.1mol的交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯和占功能单体与交联剂总质量1％的过硫酸铵，搅拌30min得到前驱体溶液；
(4)在上述前驱体溶液中加入0.5g改性纳米ZnO，超声10min，使纳米ZnO均匀分散，通N2排除体系中的空气后密封，70℃引发聚合24h，反应结束后，将固体用研钵磨碎并过筛，然后分别用蒸馏水、体积比9:1的甲醇和乙酸溶液洗涤3次，60℃真空干燥，即得表面分子印迹型ZnO光催化剂。
对比例1
(1)在250mL锥形瓶中，将6mmol Zn(CH3COO)2·2H2O、0.5mmol六次甲基四胺加入100mL甲醇溶液中，室温下不断搅拌，待溶质完全溶解后，加入6mL蒸馏水，搅拌均匀后，将锥形瓶放入60℃水浴锅中保温24h，保温结束后，收集沉淀物，沉淀物分别用无水乙醇、蒸馏水洗涤3次，60℃烘干，即得纳米ZnO；
(2)将2g上述纳米ZnO加入到30mL蒸馏水中，置于三颈烧瓶中，用质量分数5％醋酸溶液将其pH调成4.0，超声15min，充分分散，加入0.4g乙烯基三乙氧基硅烷，通N2冷凝回流，80℃水浴中反应6h，真空干燥后，分别经甲醇、水反复洗涤3次，除去未反应的硅烷偶联剂；产品置于60℃真空烘箱中干燥24h得到改性纳米ZnO；
(3)将10mmol功能单体丙烯酰胺溶解在70mL去离子水中，完全溶解后，加入0.1mol的交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯和占功能单体与交联剂总质量1％的过硫酸铵，搅拌30min得到前驱体溶液；
(4)在上述前驱体溶液中加入0.5g改性纳米ZnO，超声10min，使纳米ZnO均匀分散，通N2排除体系中的空气后密封，70℃引发聚合24h，反应结束后，将固体用研钵磨碎并过筛，然后分别用蒸馏水、体积比9:1的甲醇和乙酸溶液洗涤3次，60℃真空干燥，即得非表面分子印迹型ZnO光催化剂。
实施例2
(1)在250mL锥形瓶中，将10mmol Zn(CH3COO)2·2H2O、1.0mmol六次甲基四胺加入100mL甲醇溶液中，室温下不断搅拌，待溶质完全溶解后，加入10mL蒸馏水，搅拌均匀后，将锥形瓶放入80℃水浴锅中保温12h，保温结束后，收集沉淀物，沉淀物分别用无水乙醇、蒸馏水洗涤5次，80℃烘干，即得纳米ZnO；
(2)将2g上述纳米ZnO加入到50mL蒸馏水中，置于三颈烧瓶中，用质量分数10％醋酸溶液将其pH调成4.0，超声30min，充分分散，加入0.8g乙烯基三甲氧基硅烷，通N2冷凝回流，100℃水浴中反应4h，真空干燥后，分别经甲醇、水反复洗涤5次，除去未反应的硅烷偶联剂；产品置于80℃真空烘箱中干燥12h得到改性纳米ZnO；
(3)将6mmol罗丹明B和30mmol功能单体丙烯酰胺溶解在70mL去离子水中，完全溶解后，加入0.2mol的交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯和占功能单体与交联剂总质量3％的过硫酸钠，搅拌45min得到前驱体溶液；
(4)在上述前驱体溶液中加入1.0g改性纳米ZnO，超声20min，使纳米ZnO均匀分散，通N2排除体系中的空气后密封，85℃引发聚合12h，反应结束后，将固体用研钵磨碎并过筛，然后分别用蒸馏水、体积比9:1的甲醇和乙酸溶液洗涤5次，80℃真空干燥，即得表面分子印迹型ZnO光催化剂。
实施例3
(1)在250mL锥形瓶中，将8mmol Zn(CH3COO)2·2H2O、0.8mmol六次甲基四胺加入100mL甲醇溶液中，室温下不断搅拌，待溶质完全溶解后，加入8mL蒸馏水，搅拌均匀后，将锥形瓶放入70℃水浴锅中保温18h，保温结束后，收集沉淀物，沉淀物分别用无水乙醇、蒸馏水洗涤4次，70℃烘干，即得纳米ZnO；
(2)将2g上述纳米ZnO加入到40mL蒸馏水中，置于三颈烧瓶中，用质量分数8％醋酸溶液将其pH调成4.5，超声20min，充分分散，加入0.6g乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，通N2冷凝回流，90℃水浴中反应5h，真空干燥后，分别经甲醇、水反复洗涤4次，除去未反应的硅烷偶联剂；产品置于70℃真空烘箱中干燥18h得到改性纳米ZnO；
(3)将5mmol罗丹明B和20mmol功能单体丙烯酰胺溶解在70mL去离子水中，完全溶解后，加入0.15mol的交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯和占功能单体与交联剂总质量2％的过硫酸钾，搅拌40min得到前驱体溶液；
(4)在上述前驱体溶液中加入0.8g改性纳米ZnO，超声15min，使纳米ZnO均匀分散，通N2排除体系中的空气后密封，75℃引发聚合18h，反应结束后，将固体用研钵磨碎并过筛，然后分别用蒸馏水、体积比9:1的甲醇和乙酸溶液洗涤4次，70℃真空干燥，即得表面分子印迹型ZnO光催化剂。
实施例4
(1)在250mL锥形瓶中，将7mmol Zn(CH3COO)2·2H2O、0.7mmol六次甲基四胺加入100mL甲醇溶液中，室温下不断搅拌，待溶质完全溶解后，加入7mL蒸馏水，搅拌均匀后，将锥形瓶放入75℃水浴锅中保温16h，保温结束后，收集沉淀物，沉淀物分别用无水乙醇、蒸馏水洗涤3次，75℃烘干，即得纳米ZnO；
(2)将2g上述纳米ZnO加入到45mL蒸馏水中，置于三颈烧瓶中，用质量分数7％醋酸溶液将其pH调成4.0，超声25min，充分分散，加入0.7g硅烷偶联剂，通N2冷凝回流，85℃水浴中反应5.5h，真空干燥后，分别经甲醇、水反复洗涤3次，除去未反应的硅烷偶联剂；产品置于75℃真空烘箱中干燥16h得到改性纳米ZnO；
(3)将4mmol罗丹明B和25mmol功能单体丙烯酰胺溶解在70mL去离子水中，完全溶解后，加入0.18mol的交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯和占功能单体与交联剂总质量2.5％的过硫酸钾，搅拌35min得到前驱体溶液；
(4)在上述前驱体溶液中加入0.7g改性纳米ZnO，超声18min，使纳米ZnO均匀分散，通N2排除体系中的空气后密封，80℃引发聚合16h，反应结束后，将固体用研钵磨碎并过筛，然后分别用蒸馏水、体积比9:1的甲醇和乙酸溶液洗涤3次，75℃真空干燥，即得表面分子印迹型ZnO光催化剂。
实施例5
吸附选择性评价：选取与罗丹明B(RhB)结构相似的化合物罗丹明6G(Rh6G)和结构有一定差异的亚甲基蓝(MB)为对照物，计算不同结构染料在实施例1～4及比较例1所得光催化剂上的吸附量。具体过程为：分别称取50mg实施例1～4及比较例1～2中制备的光催化剂加入到80mL浓度为30mg/L的染料(罗丹明B、罗丹明6G或亚甲基蓝)溶液中，将溶液置于暗处搅拌2h后，取2mL反应悬浊液，高速(10000r/min)离心分离后取上层清液，用722s可见分光光度计在λmax下测定溶液的吸光度，再按下式计算光催化材料对染料的吸附性能：
式中：Qe为光催化剂对染料的吸附量(mg/g)；C0为暗吸附前，模拟染料废水中染料浓度(mg/L)；Ct为暗吸附2h后，模拟染料废水中染料浓度(mg/L)；V为吸附溶液的体积(L)；W为光催化剂的重量(g)。
选择性催化降解性能评价：分别称取50mg实施例1和比较例1制备的光催化剂加入到80mL浓度为30mg/L的染料(罗丹明B、罗丹明6G或亚甲基蓝)溶液中，将溶液置于暗处搅拌2h后，用UV光(功率15W，波长365nm)照射，光源到液面距离为10cm，光照2h后，取2mL反应悬浊液，高速(10000r/min)离心分离后取上层清液，用722s可见分光光度计在λmax下测定溶液的吸光度，从而推算出光照后溶液中残留的染料浓度。分别用C0，Ct表示光降解前、紫外光照2h后，模拟染料废水中染料浓度。
表1样品对染料的吸附性能
从上表实验数据可看出，尽管罗丹明6G具有与模板分子罗丹明B类似的结构，但分子印迹光催化剂(实施例1-4)对罗丹明B的吸附量明显高于罗丹明6G；与实施例1相比，非分子印迹光催化剂(比较例1)对模板分子罗丹明B没有识别能力，其对罗丹明B、罗丹明6G、亚甲基蓝的吸附量接近。
由图1可看出，实施例1对罗丹明B的光催化降解率远大于对罗丹明6G和亚甲基蓝的降解率，且远大于比较例1对罗丹明B的降解率；而实施例1对罗丹明6G、亚甲基蓝的光催化降解率与比较例1对罗丹明6G、亚甲基蓝的降解率相差不大。表明分子印迹型ZnO对罗丹明B具有较高的光催化降解选择性。
Claims (3)
1.一种分子印迹聚合物修饰纳米ZnO光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤如下：
(1)在250mL锥形瓶中，将6-10mmol Zn(CH3COO)2·2H2O、0.5-1.0mmol六次甲基四胺加入100mL甲醇溶液中，室温下不断搅拌，待溶质完全溶解后，加入6-10mL蒸馏水，搅拌均匀后，将锥形瓶放入60-80℃水浴锅中保温12-24h，保温结束后，收集沉淀物，沉淀物分别用无水乙醇、蒸馏水洗涤3-5次，60-80℃烘干，即得纳米ZnO；
(2)将2g上述纳米ZnO加入到30-50mL蒸馏水中，置于三口烧瓶中，用质量分数5-10％醋酸溶液将其pH调成4.0-5.0，超声15-30min，充分分散，加入0.4-0.8g硅烷偶联剂，通N2冷凝回流，80-100℃水浴中反应4-6h，真空干燥后，分别经甲醇、水反复洗涤3-5次，除去未反应的硅烷偶联剂；产品置于60-80℃真空干燥箱中干燥12-24h得到改性纳米ZnO；
(3)将3-6mmol罗丹明B和10-30mmol功能单体丙烯酰胺溶解在70mL去离子水中，完全溶解后，加入0.1-0.2mol的交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯和一定量的引发剂，搅拌30-45min得到前驱体溶液；
(4)在上述前驱体溶液中加入0.5-1.0g改性纳米ZnO，超声10-20min，使纳米ZnO均匀分散，通N2排除体系中的空气后密封，70-85℃引发聚合12-24h，反应结束后，将固体用研钵磨碎并过筛，然后分别用蒸馏水、体积比9:1的甲醇和乙酸溶液洗涤3-5次，60-80℃真空干燥，即得表面分子印迹型ZnO光催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种分子印迹聚合物修饰纳米ZnO光催化剂的制备方法，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，乙烯基三叔丁基硅烷，乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种分子印迹聚合物修饰纳米ZnO光催化剂的制备方法，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种，引发剂用量为功能单体与交联剂总质量的1％-3％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610512077.6A CN106179507A (zh) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | 一种分子印迹聚合物修饰纳米ZnO光催化剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610512077.6A CN106179507A (zh) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | 一种分子印迹聚合物修饰纳米ZnO光催化剂的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106179507A true CN106179507A (zh) | 2016-12-07 |
Family
ID=57464218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610512077.6A Pending CN106179507A (zh) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | 一种分子印迹聚合物修饰纳米ZnO光催化剂的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106179507A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106587282A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-04-26 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种双功能多模板分子印迹型光电阳极材料及制备和应用 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1281063A1 (de) * | 2000-05-06 | 2003-02-05 | Zeptosens AG | Gitter-wellenleiter-struktur für multianalytbestimmungen und deren verwendung |
| CN101733082A (zh) * | 2009-12-28 | 2010-06-16 | 嘉兴学院 | 罗丹明b分子印迹固相萃取填料的制备方法和应用 |
| CN102786643A (zh) * | 2012-08-08 | 2012-11-21 | 江苏大学 | 一种可控催化降解磺胺嘧啶的分子印迹聚合物的制备方法和应用 |
| CN103120962A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-05-29 | 江苏大学 | 分子印迹聚合物改性二氧化钛复合光催化剂的制备方法及其应用 |
| CN103285836A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-09-11 | 江苏麦阁吸附剂有限公司 | 一种表面印迹功能化吸附材料及其制备方法 |
| CN103301820A (zh) * | 2013-07-04 | 2013-09-18 | 广西民族大学 | 核-壳型罗丹明b分子印迹固相萃取磁性材料及其制备方法和应用 |
| CN103623869A (zh) * | 2013-11-04 | 2014-03-12 | 江苏大学 | 一种温敏性表面分子印记负载型复合光催化剂的制备方法 |
| CN103706385A (zh) * | 2014-01-23 | 2014-04-09 | 河南理工大学 | Fe3O4/SiO2/分子印迹羟基磷灰石核壳结构纳米复合光催化剂及其制备方法 |
| CN104237184A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-24 | 江苏大学 | 一种ZnO纳米棒分子印迹荧光传感器及其制备方法和应用 |
-
2016
- 2016-06-30 CN CN201610512077.6A patent/CN106179507A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1281063A1 (de) * | 2000-05-06 | 2003-02-05 | Zeptosens AG | Gitter-wellenleiter-struktur für multianalytbestimmungen und deren verwendung |
| CN101733082A (zh) * | 2009-12-28 | 2010-06-16 | 嘉兴学院 | 罗丹明b分子印迹固相萃取填料的制备方法和应用 |
| CN102786643A (zh) * | 2012-08-08 | 2012-11-21 | 江苏大学 | 一种可控催化降解磺胺嘧啶的分子印迹聚合物的制备方法和应用 |
| CN103120962A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-05-29 | 江苏大学 | 分子印迹聚合物改性二氧化钛复合光催化剂的制备方法及其应用 |
| CN103285836A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-09-11 | 江苏麦阁吸附剂有限公司 | 一种表面印迹功能化吸附材料及其制备方法 |
| CN103301820A (zh) * | 2013-07-04 | 2013-09-18 | 广西民族大学 | 核-壳型罗丹明b分子印迹固相萃取磁性材料及其制备方法和应用 |
| CN103623869A (zh) * | 2013-11-04 | 2014-03-12 | 江苏大学 | 一种温敏性表面分子印记负载型复合光催化剂的制备方法 |
| CN103706385A (zh) * | 2014-01-23 | 2014-04-09 | 河南理工大学 | Fe3O4/SiO2/分子印迹羟基磷灰石核壳结构纳米复合光催化剂及其制备方法 |
| CN104237184A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-24 | 江苏大学 | 一种ZnO纳米棒分子印迹荧光传感器及其制备方法和应用 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106587282A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-04-26 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种双功能多模板分子印迹型光电阳极材料及制备和应用 |
| CN106587282B (zh) * | 2016-12-08 | 2020-02-21 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种双功能多模板分子印迹型光电阳极材料及制备和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106179444B (zh) | 一种活性炭负载碳掺杂石墨相氮化碳的制备方法 | |
| CN110124739B (zh) | 一种负载纳米光催化剂的交联型cd-mof复合材料及其制备方法 | |
| CN103611520B (zh) | 一种在可见光下具有高催化降解活性的分子印迹-掺杂TiO2的制法 | |
| CN108940237A (zh) | 一种磁性吸附材料的制备方法与应用 | |
| CN104478759A (zh) | 一种胺光催化氧化合成亚胺的制备方法 | |
| CN104492490B (zh) | 一种具有高效光催化活性的氧化锌-聚苯胺复合光催化材料及其制备方法 | |
| CN103623869A (zh) | 一种温敏性表面分子印记负载型复合光催化剂的制备方法 | |
| CN106861758B (zh) | 一种用于光催化净化空气的mof催化剂的制备方法 | |
| CN105457681B (zh) | 一种ZnO/氧化石墨烯复合光催化材料的制备方法 | |
| CN104588017A (zh) | 一种在可见光下具有高催化降解活性的分子印迹–Fe掺杂TiO2的制法 | |
| CN107511153A (zh) | 一种抑制水中蓝藻的漂浮型光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN105728041A (zh) | 一种选择性专一识别的PPyZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂的制备方法 | |
| CN118667108A (zh) | 一种亲水性的光敏噻二唑基共价有机框架tdz-tp-cof材料及其制备方法、应用 | |
| CN106179507A (zh) | 一种分子印迹聚合物修饰纳米ZnO光催化剂的制备方法 | |
| CN104248977B (zh) | 一种光敏剂制备复合光催化剂的方法及用途 | |
| CN110639587A (zh) | 一种碳桥联改性氮化碳光催化材料的制备方法及应用 | |
| CN110639616A (zh) | 氨基修饰的MIL-68(Ga)新型光催化剂的制备及其用于还原Cr(VI)的方法 | |
| CN107970951B (zh) | 一种花状介孔结构CdS-ZnO复合材料的制备方法 | |
| CN106391124B (zh) | 一种水杨酰腙钴配合物光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN106336509B (zh) | 一种聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-纳米银复合微球及其制备方法 | |
| CN101279292B (zh) | 一种用于含氟烯烃硅氢加成反应的催化剂及制备方法 | |
| CN104310524B (zh) | 一种罗丹明b和靛蓝有机污染物的降解方法 | |
| CN116943728B (zh) | 一种分子印迹型铋基复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN118240223A (zh) | 一种面向光催化烯烃含氟基团功能化的蒽醌基金属有机框架光催化剂制备方法及其应用 | |
| CN113731490B (zh) | 一种克服水分子干扰的离子液体基印迹光催化纳米反应器的制备方法及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20161207 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |