【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于功能高分子聚合物的制備，具體涉及一種bioi嵌入式鉍基表面分子印跡光催化劑的制備方法及其應用。
技術介紹
1、多相光催化技術是一種完全綠色的高級氧化技術，可無選擇性的使水中多種污染物快速氧化分解。然而光催化產(chǎn)生的活性物種壽命很短且沒有選擇性，在實際水體中，污染物成分復雜，高濃度無毒的可溶性有機物以及各種無機離子往往與低濃度目標物共存，共存污染物會在催化劑表面形成競爭性吸附，而被優(yōu)先降解，造成大量活性物種無效消耗，分配給目標污染物的活性物種數(shù)量有限，導致去除效果較差。
2、分子印跡聚合物（mips）是具有選擇識別能力的吸附劑材料，該材料在模板分子的誘導下通過與功能單體共聚形成含有“特異識別位點”的印跡空腔，協(xié)同功能單體結合位點和結構互補空腔的雙重作用，實現(xiàn)在復雜的水環(huán)境中選擇性吸附目標污染物，達到分離富集低濃度目標污染物的目的。
3、已有研究表明，將分子印跡聚合物與光催化材料結合，在光催化劑表面催化活性位點附近構建分子識別腔，可使光催化劑在復雜基質(zhì)條件下準確識別目標污染物，并將目標污染物富集在催化活性位點附近，在光照條件下，催化劑產(chǎn)生的各種活性物種可集中攻擊目標污染物，使有毒化學物質(zhì)高效降解為無毒產(chǎn)物，實現(xiàn)以優(yōu)先的方式將目標污染物徹底清除。
4、公開號為cn111234295b的專利文獻公開了一種分子印跡光催化材料的制備方法，將模板分子、功能單體和致孔劑混合進行預聚合反應得到預聚體；將預聚體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑和biobr混合，在保護性氣氛條件下進行聚合反應得到聚合物；將聚合物進行洗脫
5、分子印跡聚合物制備過程中，模板分子的洗脫效果直接影響著分子印跡催化材料的吸附性能和選擇性能。上述專利文獻中采用高溫煅燒法洗脫模板分子不僅消耗大量能源，溫度過高還會導致分子印跡聚合物降解，進而破壞印跡空腔結構，導致印跡空腔與模板污染物空間結構不匹配，進而造成選擇性能降低。在制備mips的過程中，選擇合適的溶劑也是非常重要的，它不僅影響到聚合反應的效果，還會影響最終產(chǎn)物mips的性能，考慮到環(huán)境保護和生產(chǎn)安全問題，選擇的溶劑最好是低毒性的，以減少對環(huán)境的影響。分子印跡聚合物制備過程中功能單體和模板分子之間主要通過氫鍵相結合，溶劑的極性越強，越不利于形成氫鍵，因此目前常用非極性溶劑乙腈或甲醇作為溶劑，但其缺點是毒性大，環(huán)境不友好。極性溶劑乙醇相對比較綠色，但乙醇對許多分子印跡（特別對非共價印跡）是不利的，因為它會阻抑單體與模板之間形成氫鍵，這也是分子印跡技術面臨的難點之一。
6、雖然表面印跡光催化劑在實驗室規(guī)模上取得了一定的效果，但其在實際應用中對污染物的選擇性降解存在固有的缺陷。首先，傳統(tǒng)的表面印跡光催化劑屬于吸附輔助選擇性降解，印跡聚合物的涂層通常會產(chǎn)生額外的吸附位點來實現(xiàn)對目標污染物的選擇性吸附，而目標污染物通常與催化位點分離，較長的位點距離不利于選擇性氧化，光生活性物種壽命極短，長距離傳輸使其無效消耗，導致其利用率大大降低。其次，覆蓋催化活性位點的印跡層會引起光散射，降低光吸收和光催化能力。最后，傳統(tǒng)的印跡聚合物在鏈狀功能單體聚合過程中產(chǎn)生的非印跡區(qū)域較多，印跡腔體與模板污染物的空間結構匹配不佳，容易受到小分子或結構類似物的干擾，由此產(chǎn)生的非特異性吸附與活性物質(zhì)之間的競爭會降低目標污染物的降解效率。將bioi與印跡催化劑表面的印跡聚合物同步合成，有望實現(xiàn)印跡位點和催化位點的有效融合，降低由于印跡層的覆蓋導致的光催化劑催化性能降低的問題，同時bioi在印跡聚合物的嵌入可能會改善印跡空腔的空間結構，從而提高對目標物的選擇性。目前還沒有針對這方面問題的相關研究。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術解決的技術問題是提供了一種bioi嵌入式鉍基表面分子印跡光催化劑的制備方法，該方法制備的bioi嵌入式鉍基表面分子印跡光催化劑在水溶液中選擇性吸附目標物西酞普蘭的能力強且在光照條件下西酞普蘭被優(yōu)先快速降解，能夠用于實際水樣中西酞普蘭的選擇性光催化去除。
2、本專利技術為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種bioi嵌入式鉍基表面分子印跡光催化劑的制備方法，其特征在于具體過程為：將模板分子西酞普蘭和功能單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶解到乙醇溶劑中，于20~40℃預聚合2~8?h，再加入載體bioio3納米片和五水合硝酸鉍超聲充分分散和溶解，隨后滴加ki溶液攪拌混合1~3?h，再加入交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯和引發(fā)劑偶氮二異丁腈，經(jīng)超聲和充氮氣保護后，于50~70℃熱聚合20~30?h，經(jīng)洗脫、干燥得到bioi嵌入式鉍基表面分子印跡光催化劑；
3、所述bioio3納米片通過水熱法合成，具體合成過程為：將五水合硝酸鉍和碘酸鉀溶解到純水中，攪拌1~2?h后置于聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應釜中，于130~180℃水熱反應3~8?h，經(jīng)水和乙醇清洗數(shù)次、干燥得到bioio3納米片。
4、進一步限定，所述模板分子、功能單體、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的摩爾比為1:2~6:1~16:1；所述模板分子、五水合硝酸鉍和ki的摩爾比為1:2~3:2~64。
5、進一步限定，所述洗脫過程具體為使用體積比9:1的甲醇和乙酸的混合液索氏提取48?h。
6、本專利技術所述bioi嵌入式鉍基表面分子印跡光催化劑用于實際水樣中文拉法辛的選擇性光催化去除。
7、本專利技術與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點和有益效果：
8、1、本專利技術采用bioi和表面印跡聚合物同步合成的方法制備西酞普蘭表面印跡光催化劑，通過調(diào)控bioi含量，使得該催化劑具有選擇性高、光催化性能好、吸附容量大和抗干擾能力強等性能。
9、2、本專利技術采用乙醇為制備溶劑，減少了乙腈、甲醇等非極性溶劑對環(huán)境的二次污染。
10、3、本專利技術采用bioi與印跡聚合物同步合成、同步包覆bioio3的方法使光催化劑bioi嵌入到印跡聚合物中，同時又能與載體bioio3形成異質(zhì)結，不僅可以使光催化劑與吸附位點緊密結合，降低傳質(zhì)距離，提高光生活性物種的利用率，還能增強催化劑對光的吸收能力，由紫外光擴展至可見光。此外，bioi與印跡聚合物同步合成過程中，bioi也參與了印跡位點的形成過程，并填充了非印跡區(qū)域，使印本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種BiOI嵌入式鉍基表面分子印跡光催化劑的制備方法，其特征在于具體過程為：將模板分子西酞普蘭和功能單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶解到乙醇溶劑中，于20~40℃預聚合2~8?h，再加入載體BiOIO3納米片和五水合硝酸鉍超聲充分分散和溶解，隨后滴加KI溶液攪拌混合1~3?h，再加入交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯和引發(fā)劑偶氮二異丁腈，經(jīng)超聲和充氮氣保護后，于50~70℃熱聚合20~30?h，經(jīng)洗脫、干燥得到BiOI嵌入式鉍基表面分子印跡光催化劑；
2.根據(jù)權利要求1所述的BiOI嵌入式鉍基表面分子印跡光催化劑的制備方法，其特征在于：所述模板分子、功能單體、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的摩爾比為1:2~6:1~16:1；所述模板分子、五水合硝酸鉍和KI的摩爾比為1:2~3:2~64。
3.?根據(jù)權利要求1所述的BiOI嵌入式鉍基表面分子印跡光催化劑的制備方法，其特征在于：所述洗脫過程具體為使用體積比9:1的甲醇和乙酸混合液索氏提取48?h。
4.根據(jù)權利要求1~3中任意一項所述的方法制備的BiOI嵌入式鉍基表面分子印跡光催化劑的制備方法用于實際水樣中西酞普蘭
...【技術特征摘要】
1.一種bioi嵌入式鉍基表面分子印跡光催化劑的制備方法，其特征在于具體過程為：將模板分子西酞普蘭和功能單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶解到乙醇溶劑中，于20~40℃預聚合2~8?h，再加入載體bioio3納米片和五水合硝酸鉍超聲充分分散和溶解，隨后滴加ki溶液攪拌混合1~3?h，再加入交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯和引發(fā)劑偶氮二異丁腈，經(jīng)超聲和充氮氣保護后，于50~70℃熱聚合20~30?h，經(jīng)洗脫、干燥得到bioi嵌入式鉍基表面分子印跡光催化劑；
2.根據(jù)權利要求1所述的bioi嵌入式鉍基...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：朱桂芬，劉林，高燕哺，柴艷，陳汝楠，羅晨詩，楊洋，梁鵬飛，張夢媛，
申請(專利權)人：河南師范大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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