CN103977775A - 一种吸附空气中甲醛的分子印迹聚合物的制备方法及应用 - Google Patents

一种吸附空气中甲醛的分子印迹聚合物的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种吸附空气中甲醛的分子印迹聚合物的制备方法及应用，加入甲醛、醋酸钴于乙腈溶液中，再加入DMSO，混匀后，再加入4-VpY、EDMA和AIBN，混匀，通Ar气，密封，置于60℃水浴中反应24h，冷却后，研磨，过200目筛，用丙酮沉降3次,再用甲醇浸泡3次，过滤，固体再用甲醇-醋酸浸泡，过滤，固体干燥即得。本发明为脱除气相中的甲醛及其类似化合物提供了更多可选择的吸附剂，利用该方法制备的分子印迹聚合物对甲醛具有高选择识别性能，并且吸附速度较快、吸附量较大，可用于脱除空气中的甲醛，保障人体健康。

Description

一种吸附空气中甲醛的分子印迹聚合物的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种吸附空气中甲醛的分子印迹聚合物的制备方法及应用。
背景技术
分子印迹技术是通过人工手段制备对目标化合物具有高度选择识别性能的分子印迹聚合物的新技术。由于印迹聚合物中印迹位点与目标分子完全匹配的“锁匙”关系及印迹孔穴与模板分子在大小、形状和功能基的匹配性将极大地提高其选择结合能力，而常规固体吸附剂如分子筛等，虽可在固体表面构建与识别分子大小相匹配的孔结构，但却无法构制与吸附分子大小、形状和功能基多重匹配的识别结构。
现有的分子印迹识别和应用大多在溶液环境中进行，而利用分子印迹聚合物选择吸附和分离气相中的目标化合物迄今鲜有报道。与液相识别环境不同，在气相中的分子识别，没有溶剂分子的干扰，不必考虑溶剂对印迹聚合物识别的影响，也无需担心其溶胀现象，因此，更直接地显示了印迹聚合物基体中专一性识别位点对模板分子的结合作用。
甲醛是危害人类健康的重要污染物之一，对皮肤粘膜具有刺激作用，可引起过敏性皮炎，高浓度甲醛还是一种基因毒性物质，由于甲醛挥发时间长，房子装修后的残留甲醛很难完全清除，现阶段采用活性炭等方法吸附虽取得了一定的效果，但也存在吸附效果不尽如人意的缺陷，因此，开发一种新的可选择吸附空气甲醛的分子印迹聚合物，使其对气相或者空气中的甲醛具有高选择性、较大吸附量和较快的吸附速度，既具有重要研究价值又具有很强的市场前景。
发明内容
为推动科技进步，也为空气中甲醛的吸附、分离和脱除提供更多可选择的吸附剂，本发明人经过大量的科学实践，发明出一种可选择吸附空气中甲醛的分子印迹聚合物的制备方法，利用该方法制备的分子印迹聚合物对甲醛具有高选择吸附性能，并且吸附速度较快、吸附量较大，可作为专属的固相填料对气体中甲醛痕量组分进行吸附，用于脱除空气中的甲醛类毒性化合物，具备较强的实用价值。
为获得可选择吸附甲醛的分子印迹聚合物，本发明采取以下工艺步骤：
（1）加入2mmol甲醛、2mmol醋酸钴于10mL乙腈溶液中，并加入2mmol DMSO，混匀后，再加入8mmol 4-VpY、8mmol EDMA和10mgAIBN，混匀，通Ar气10min，密封，置于60℃水浴中反应24h，冷却后，研磨，过200目筛。
（2）将聚合物用50mL丙酮沉降3次, 再用20mL甲醇浸泡3次，过滤，固体再用20mL甲醇-醋酸（9:1,v/v）浸泡3次，每次4h，过滤，固体干燥即可。
本发明以甲醛为模板分子，采用配位聚合法制备了金属离子中介甲醛印迹聚合物，并研究和测定了这种分子印迹聚合物对室内空气甲醛的实际脱除效能。
试验表明：在室内按照每平方米15-25克的剂量放置在地上，当室内空气中甲醛的浓度为0.1-1毫克/立方米时，放置3-7天可使空气中甲醛的浓度降到0.08毫克/立方米以下，达到国家标准。因而可将这种分子印迹聚合物装入玻璃柱中，抽气泵抽动空气穿过分子印迹聚合物柱，利用这种方法脱除空气中的甲醛。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：发明了一种新的金属离子中介甲醛分子印迹聚合物及其制备方法，有力推动了科技进步，为脱除气相中的甲醛及其类似化合物提供了更多可选择的吸附剂，利用该方法制备的分子印迹聚合物对甲醛具有高选择识别性能，并且吸附速度较快、吸附量较大，可用于脱除空气中的甲醛，保障人体健康。
具体实施方式
以下对一种吸附空气中甲醛的分子印迹聚合物的制备方法及应用进行详细说明。
实施例1：
（1）加入2mmol甲醛、2mmol醋酸钴于10mL乙腈溶液中，并加入2mmol DMSO，混匀后，再加入8mmol 4-VpY、8mmol EDMA和10mgAIBN，混匀，通Ar气10min，密封，置于60℃水浴中反应24h，冷却后，研磨，过200目筛。
（2）将聚合物用50mL丙酮沉降3次, 再用20mL甲醇浸泡3次，过滤，固体再用20mL甲醇-醋酸（9:1,v/v）浸泡3次，每次4h，过滤，固体干燥即可。
将上述方法得到的分子印迹聚合物50g装入玻璃柱中，抽气泵抽动空气穿过分子印迹聚合物柱。当室内空气中甲醛的浓度为0.88毫克/立方米时，使用抽气泵抽动室内空气循环通过分子印迹聚合物柱2次，可使空气中甲醛的浓度降到0.07毫克/立方米。
实施例2：
（1）加入2mmol甲醛、2mmol醋酸钴于10mL乙腈溶液中，并加入2mmol DMSO，混匀后，再加入8mmol 4-VpY、8mmol EDMA和10mgAIBN，混匀，通Ar气10min，密封，置于60℃水浴中反应24h，冷却后，研磨，过200目筛。
（2）将聚合物用50mL丙酮沉降3次, 再用20mL甲醇浸泡3次，过滤，固体再用20mL甲醇-醋酸（9:1,v/v）浸泡3次，每次4h，过滤，固体干燥即可。
将上述方法得到的分子印迹聚合物32.5g装入玻璃柱中，抽气泵抽动空气穿过分子印迹聚合物柱。当室内空气中甲醛的浓度为0.19毫克/立方米时，使用抽气泵抽动室内空气循环通过分子印迹聚合物柱2次，可使空气中甲醛的浓度降到0.03毫克/立方米。
上述实施例并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.一种吸附空气中甲醛的分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于包含以下几个步骤：
（1）加入2mmol甲醛、2mmol醋酸钴于10mL乙腈溶液中，并加入2mmol DMSO，混匀后，再加入8mmol 4-VpY、8mmol EDMA和10mgAIBN，混匀，通Ar气10min，密封，置于60℃水浴中反应24h，冷却后，研磨，过200目筛；
（2）将聚合物用50mL丙酮沉降3次, 再用20mL甲醇浸泡3次，过滤，固体再用20mL体积比为9:1的甲醇-醋酸浸泡3次，每次4h，过滤，固体干燥即可。
2.根据权利要求1所述方法得到的金属离子中介甲醛分子印迹聚合物。
3.一种脱除室内空气甲醛的方法，其特征在于：在室内将权利要求1得到的分子印迹聚合物或者权利要求2所述的分子印迹聚合物装入玻璃柱中，抽气泵抽动空气穿过分子印迹聚合物柱。
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