【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料领域和有机污染物降解领域，具体涉及一种分子印迹光催化复合玻璃纤维及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着人类活动的影响和工业生产的发展，水污染问题日益突出，污染物导致水环境质量恶化。水污染中有机污染物虽含量不高但难以生物降解，能够沿着食物链传播。如何有效处理水中的有机污染物是当前全世界面临的一个共同难题。
2、光催化氧化技术被认为是处理水污染最有效、清洁、低耗的一种高级氧化技术。在诸多用于水处理的光催化材料中，纳米二氧化钛(tio2)表现出独特的优势。纳米tio2制备简单、价格低廉、催化活性高、化学性质稳定，其光催化反应条件温和且无二次污染。tio2光催化剂降解水中有机污染物主要是通过在紫外光照射下生成的含氧自由基可将水中的有机污染物催化氧化生成对环境无害的小分子。
3、但是，光催化剂也存在缺点即选择性差，优先降解高浓度低毒性的有害物质，而低浓度高毒性的物质得不到有效降解继续存在于环境中，随着生物链最终转移，带来严重危害。
4、由于缺乏对目标物的富集作用以及合适的载体材料，tio2对大容量水环境系统中的低浓度污染物降解效率较低，从而使得tio2难以实际应用于水环境系统。
5、分子印迹利用分子印迹聚合物(molecular imprinting polymers,mips)模拟酶-底物或抗体-抗原的相互作用，对模板分子进行专一识别。目前将分子印迹技术与tio2光催化技术相结合已成功应用于水体中有机污染物的降解去除，但绝大部分采用的是固体颗粒分子印迹光催化剂，存
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种分子印迹光催化复合玻璃纤维及其制备方法，利用分子印迹复合纳米粒子将有机污染物富集到复合玻璃纤维表面，利用光催化剂将有机污染物催化降解成对环境无害的小分子。
2、本专利技术还有一个目的在于提供一种分子印迹光催化复合玻璃纤维的应用，用于有机污染物的废水处理。
3、本专利技术具体技术方案如下：
4、一种分子印迹光催化复合玻璃纤维的制备方法，包括以下步骤：
5、1)将亲水性丙烯酸单体、光敏性香豆素改性苯乙烯单体与多巴胺改性丙烯酸单体溶于有机溶剂，加入引发剂，引发聚合反应，反应结束后，滤液在石油醚中沉淀，分离得到固体，经纯化，烘干，制备得到光敏性双亲性无规聚合物(pavd)；
6、2)将光敏性双亲性无规聚合物和模板分子溶于有机溶剂中，在搅拌下逐滴加入超纯水诱导自组装形成纳米粒子；经紫外光交联后，在蒸馏水中透析除去有机溶剂，得到分子印迹复合纳米粒子(mip nps)；
7、3)将分子印迹复合纳米粒子和二氧化钛纳米粒子修饰在羟基化的玻璃纤维表面，去除模板分子，经水洗、干燥，得到分子印迹光催化复合玻璃纤维(tio2/mip nps/gf)。
8、步骤1)中，亲水性丙烯酸单体与光敏性香豆素改性苯乙烯单体、多巴胺改性丙烯酸单体的物质的量之比为(1-5):(1-5):(1-5)；所述亲水性丙烯酸单体选自亲水性丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸；所述引发剂加入量是亲水性丙烯酸单体、光敏性香豆素改性苯乙烯单体与多巴胺改性丙烯酸单体总摩尔数的1.0％；所述亲水性丙烯酸单体和有机溶剂用量比为0.1-0.2mmol/ml；所述有机溶剂为1,4-二氧六环、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、四氢呋喃(thf)或二甲基亚砜(dmso)；所述引发剂为偶氮二异丁腈(aibn)；所述聚合反应的条件为惰性气体保护下55-70℃搅拌反应18-28h；所述纯化具体为：将该固体溶解于四氢呋喃后在石油醚中沉淀，抽滤分离得到固体，重复3次；所述烘干是指40℃下真空干燥至恒重；步骤1)中，光敏性双亲性无规聚合物(pavd)由亲水性丙烯酸单体与疏水光敏性香豆素改性苯乙烯单体、亲水性多巴胺改性丙烯酸单体自由基聚合得到。
9、步骤1)中，所述光敏性香豆素改性苯乙烯单体的制备方法为：
10、将羟基香豆素、碳酸钾、4-氯甲基苯乙烯加入到有机溶剂中，加热反应后，抽滤，将滤液在水中沉淀，分离得到固体，经纯化、烘干，得到光敏性香豆素改性苯乙烯单体。
11、所述光敏性香豆素改性苯乙烯单体的制备方法中，所述羟基香豆素、碳酸钾、4-氯甲基苯乙烯的物质的量之比为1:(0.5-4):(0.2-4)；所述羟基香豆素和有机溶剂的用量比是0.0005-0.0015mol/ml；所述羟基香豆素优选为7-羟基-4-甲基香豆素；所述有机溶剂为良溶剂，优选的，所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、1,4-二氧六环、二甲基亚砜(dmso)；所述加热反应的条件为：惰性气体保护下55-70℃搅拌反应18-28h，所述纯化具体为：将该固体溶解于四氢呋喃后在体积比为1:1的乙醇与水的混合液中沉淀，抽滤分离得到固体，重复3次，所述烘干是指40℃下真空干燥至恒重。
12、步骤1)中，所述多巴胺改性丙烯酸单体的制备方法为：
13、将多巴胺盐酸盐加到由硼砂与碳酸氢盐或磷酸盐溶于水形成的饱和溶液中，将丙烯酸类酰化剂溶于有机溶剂后逐滴加入到上述饱和盐溶液中，并保持溶液ph在8以上，进行反应，反应后经洗涤、调节ph小于2后萃取、干燥、提纯、烘干，得到多巴胺改性丙烯酸单体。
14、所述多巴胺改性丙烯酸单体的制备方法中，所述硼砂与碳酸氢盐或磷酸盐质量比为(1-5):1；所述多巴胺盐酸盐和硼砂的用量比是5-6mmol/g；所述多巴胺盐酸盐和水的用量比是0.5-0.6mmol/ml；所述硼砂为硼酸钠；所述碳酸氢盐选自碳酸氢钠；所述有机溶剂为四氢呋喃(thf)、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基亚砜(dmso)；所述丙烯酸类酰化剂为甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酰氯；所述丙烯酸类酰化剂溶于有机溶剂的用量比是2-3mmol/ml；所述多巴胺盐酸盐与丙烯酸类酰化剂的物质的量之比为(0.1-5):1；所述反应，条件为惰性气体保护下常温搅拌反应10-18h，用氢氧化钠溶液调节ph在8以上；用盐酸溶液调节ph在2以下；所述洗涤具体为：乙酸乙酯洗涤溶液2次，过滤掉固体；所述萃取具体为：用乙酸乙酯萃取3次，将三次萃取得到的深棕色上层结合起来；所述干燥具体为：加入无水硫酸钠吸收水分干燥4h以上；所述提纯具体为：将萃取得到的乙酸乙酯层在正己烷中沉淀，抽滤分离得到固体，重复3次；所述烘干是指40℃下真空干燥至恒重。
15、步骤2)中，所述光敏性双亲性无规聚合物和模板分子的质量比(5-100):1；所述模板分子为硝基苯酚、苯二酚，优选为对硝基苯酚pnp、邻硝基苯酚onp、间硝基苯酚mnp或对苯二酚hq；所述光敏性双亲性无规聚合物和有机溶剂用量比为10-60mg·ml-1，优选为20mg·ml-1。所述有机溶剂为1,4-二氧六环、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、四氢呋喃(thf)、二甲基亚砜(dmso)；光敏性双亲性无规聚合物和模板分子溶于有机溶剂中，搅拌过夜后再使用；所述有机溶剂和超纯水体积比6:本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分子印迹光催化复合玻璃纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，亲水性丙烯酸单体与光敏性香豆素改性苯乙烯单体、多巴胺改性丙烯酸单体的物质的量之比为(1-5):(1-5):(1-5)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的条件为惰性气体保护下55-70℃搅拌反应18-28h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述光敏性香豆素改性苯乙烯单体的制备方法为：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，多巴胺改性丙烯酸单体的制备方法为：将多巴胺盐酸盐加到由硼砂与碳酸氢盐或磷酸盐溶于水形成的饱和溶液中，将丙烯酸类酰化剂溶于有机溶剂后逐滴加入到上述饱和盐溶液中，并保持溶液pH在8以上，进行反应，反应后经洗涤、调节pH小于2后萃取、干燥、提纯、烘干，得到多巴胺改性丙烯酸单体。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述光敏性双亲性无规聚合物和模板分子的质量比(5-100):
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中先将羟基化的玻璃纤维浸泡在两种溶液中，先浸泡在分子印迹复合纳米粒子溶液中，再浸泡在二氧化钛纳米粒子溶液中。
8.根据权利要求1或7所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，分子印迹复合纳米粒子溶液的浓度为(0.1-50)mg·mL-1，二氧化钛纳米粒子溶液的浓度为(0.1-50)mg·mL-1。
9.一种权利要求1-8任一项所述制备方法制备的分子印迹光催化复合玻璃纤维。
10.一种权利要求9所述分子印迹光催化复合玻璃纤维的应用，其特征在于，用于有机污染物的废水处理。
...【技术特征摘要】
1.一种分子印迹光催化复合玻璃纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，亲水性丙烯酸单体与光敏性香豆素改性苯乙烯单体、多巴胺改性丙烯酸单体的物质的量之比为(1-5):(1-5):(1-5)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的条件为惰性气体保护下55-70℃搅拌反应18-28h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述光敏性香豆素改性苯乙烯单体的制备方法为：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，多巴胺改性丙烯酸单体的制备方法为：将多巴胺盐酸盐加到由硼砂与碳酸氢盐或磷酸盐溶于水形成的饱和溶液中，将丙烯酸类酰化剂溶于有机溶剂后逐滴加入到上述饱和盐溶液中，并保持溶液ph在8以上，进行反应，反应后经洗涤、调节p...
【专利技术属性】
技术研发人员：张荣莉，邓光宇，孙浩，许升，朱晨，高松，李子涵，程书恺，程琪，聂翔宇，杨晓良，张翠歌，夏春苗，胡云，方寅生，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：
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