[发明专利]一种选择性光降解酸性橙分子印迹聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种选择性光降解酸性橙分子印迹聚合物及其制备方法和应用，属于可见光催化技术领域。本发明首先采用溶剂热法一步合成溴氧化铋微球；其次，将酸性橙和溴氧化铋微球加入到水溶液中，得到模板‑载体复合物体系；然后，将吡咯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈及三氯甲烷溶液混合，加入到模板‑载体复合物体系的水溶液中，通入氮气，加热回流，进行聚合反应得到固态聚合物；最后，将固态聚合物经离心、洗脱、干燥后，制得基于溴氧化铋微球的选择性光降解酸性橙分子印迹聚合物。本发明制得的选择性光降解酸性橙分子印迹聚合物，其粒径均一、稳定性好、分散性好，对酸性橙的选择性光降解效率高，且重复利用性好。

技术领域

本发明属于可见光催化技术领域，涉及一种选择性光降解酸性橙分子印迹聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，染料作为污染水体中大量存在的高毒性、持久性有机污染物，引起了人们的广泛关注。据报道，全世界每年生产的染料和颜料总量超过70万公吨，但近10％～15％的染料在制造和加工过程中排入环境中。含有机染料污水具有水量大、分布面广、水质变化大、有机毒物含量高、成分复杂以及难降解等特点，对人类和环境健康构成严重威胁。

处理染料废水的常用方法有过滤法、吸附法和膜处理等方法。然而，这些方法的去除效率不高，且不能完全去除污染物，存在环境二次污染的安全风险。光催化降解技术是利用辐射以及催化剂在反应体系中产生活性极强的自由基，再利用其与有机污染物之间的加合、取代、电子转移等过程将污染物全部降解为无机物的过程。许多光催化材料被用于去除废水中的染料。其中溴化铋(BiOBr)作为一种极具发展前景的光催化剂，由于其在水溶液中的高稳定性、易于制备以及具有中等禁带宽度(如2.7eV)的可见光响应半导体，引起了广泛的关注。然而，单纯使用BiOBr作为光降解催化剂，存在对去除目标分子的选择性较差，可见光光催化效率低等缺点。

分子印迹技术的出现为解决BiOBr降解目标污染物选择性差等问题提供了更好的方法。通过分子印迹技术可以构建与目标分子在大小、形状和化学功能完全互补的分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymers，MIPs)，其对目标污染物具有分子识别能力和更好的吸附能力。因此，利用分子印迹技术可以解决BiOBr选择性低的问题。

当前还未见有基于Cu掺杂BiOBr微球的分子印迹聚合物的制备及用于选择性光降解酸性橙染料的相关报道。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种选择性光降解酸性橙分子印迹聚合物及其制备方法和应用，该制备方法操作简单，制备得到的选择性光降解酸性橙分子印迹聚合物能够对水体系中的酸性橙进行选择性光降解。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种选择性光降解酸性橙分子印迹聚合物的制备方法，包括以下步骤：

1)将五水合硝酸铋、溴化钾、三水合硝酸铜和聚乙烯吡咯烷酮混合后，加入乙二醇中，在温度为100～200℃下反应6～12h，将反应产物洗涤、干燥，制得溴氧化铋微球；

2)将酸性橙及步骤1)制得的溴氧化铋微球加入到水中，室温下搅拌30min，得到模板-载体复合物体系；

3)将功能单体、交联剂、引发剂及三氯甲烷溶液混合后，加入到步骤2)制得的模板-载体复合物体系中，通入氮气，加热回流进行聚合反应，反应结束后，通过离心分离出反应液中的固态聚合物；

4)将步骤3)制得的固态聚合物酸洗脱后真空干燥处理，制得选择性光降解酸性橙分子印迹聚合物。

优选地，步骤1)中，五水合硝酸铋、溴化钾、三水合硝酸铜、聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇的用量比为(10～40)mg：(5～50)mg：(2～8)mg：(0.5～3)g：(40～100)mL。