[发明专利]一种椰子壳生物质炭微球表面印迹材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种椰子壳生物质炭微球表面印迹材料的制备方法，以椰子壳为碳源，以氢氧化钾作为活化剂，并加入一定量烟酞胺和1‑(3‑羟基正丙基)环戊醇；以改性后的生物质炭微球作为Pickering乳液的稳定剂，2,6‑二氯苯酚作为模板分子，4‑乙烯基吡啶为功能单体，2‑乙烯基苯为交联剂，十六烷为制孔剂，混合作为油相；生物质炭微球和2,2‑偶氮二(2‑甲基丙基咪)二盐酸盐加入水中，分散均匀作为水相，将水相与油相混合，超声制备成稳定的Pickering乳液，接着进行Pickering乳液聚合，制备成椰子壳生物质炭微球表面印迹材料，并用于水环境中2,6‑二氯苯酚的选择性识别与分离。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，更具体的说是涉及一种椰子壳生物质炭微球表面印迹材料及其制备方法和应用。

背景技术

酚类化合物尤其是氯酚已被大量应用于杀虫剂、除草剂和杀菌剂等领域。由于它们具有生物累积性、强毒性和稳定性，氯酚及其废水在环境中的排放也受到了大家的广泛关注，目前氯酚已被美国环保局(U.S.Environmental Protection Agency，U.S.EPA)列为水环境中的典型有毒污染物。

目前，对于酚类化合物的处理方法有很多，传统水处理技术根本无法满足深度处理的需求。吸附法具备的显著优势在于：操作简便、效率高、能耗低、投资费用低、不产生二次污染、不会带来毒性更大或更难降解的污染物。常用的吸附剂(如有机离子交换树脂和无机吸附材料等)普遍存在着热稳定性差、选择性差、吸附容量小，平衡时间长等缺点。因此，开发高选择性、大吸附容量、优良再生性能的新型吸附剂，建立靶向分离/富集体系，是目前非常活跃的研究领域。

自然界中存在着多种多样、形貌各异的生物材料，如秸秆、果壳等农业废弃物，其来源广泛、成本低廉，大多被当作垃圾填埋或者焚烧。若加以有效利用，可以大大降低制备功能型材料的成本。目前，生物质材料已经被用于制备Pickering乳液。

Pickering乳液聚合法是合成具有特殊结构和功能高分子材料的有效手段，Pickering乳液低毒、无皂、低成本并对环境友好。分子印迹聚合物(MIPs)是通过分子印迹技术合成对目标分子具有特异性识别与选择性吸附的聚合物。将Pickering乳液聚合法应用到分子印迹技术中可以制备粒径均匀可控、形貌规整、机械强度高、稳定性高的环境友好的分子印迹聚合物微球。

因此，如何提供一种以成本低廉的农业废弃物为原料，制备对酚类环境内分泌干扰物具有特异性分离富集作用的生物质炭微球表面印迹材料具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种以椰子壳为碳源制备的生物质炭微球表面印迹材料，并应用于水环境中2,6-二氯苯酚的选择性识别与分离。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种椰子壳生物质炭微球表面印迹材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)椰子壳生物质炭微球的制备

将椰子壳粉末与氢氧化钾混合均匀，然后添加烟酞胺和1-(3-羟基正丙基)环戊醇得到混合物，将所述混合物进行研磨后装入管式炉中，在惰性气氛保护下进行高温碳化，冷却后得到椰子壳生物质炭微球，备用；

(2)椰子壳生物质炭微球表面印迹材料的制备

将2,6-二氯苯酚、4-乙烯基吡啶溶于十六烷中，超声后密封保存一段时间后，继续加入2-乙烯基苯，作为油相；随后将所述椰子壳生物质炭微球、2,2-偶氮二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐溶于水中，作为水相；将所述油相与所述水相超声混合制备成稳定的Pickering乳液，向Pickering乳液中通入惰性气氛，所得产物经过洗涤、干燥，得到椰子壳生物质炭微球表面印迹材料。