[發明專利]一種分子印跡纖維材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110116079.0
• 申請日: 2011-05-06
• 公開（公告）號: CN102294231A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 陳水挾;李統一
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;D06M14/28;D06M14/22;D06M15/61;D06M15/263;D06M15/53;C08J9/26;C08J3/24;C08G65/26
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

本發明涉及一種分子印跡纖維材料及其制備方法和應用，是以纖維為基體，通過接枝改性纖維表面進一步實施印跡制備分子印跡纖維材料的技術。

背景技術

分子印跡技術可以方便的設計制備對目標分子具有選擇性識別作用的材料。由于具有高選擇性、穩定、易于制備等優點，分子印跡材料在色譜、藥物傳輸、催化劑、固相萃取、分離回收等領域有廣泛的應用。然而傳統本體聚合等方法制備的分子印跡材料因為傳質速度慢、識別點被包埋、模板容易殘留在基體中等缺點而限制了其應用。為了克服這些不足，可以通過將印跡識別點分布在材料表面來提高印跡效率。其中一種常用的方法是是通過降低印跡顆粒的尺寸，比如制備納米或微米印跡顆粒，從而使更多的印跡識別點接近材料表面。但小尺寸顆粒在實際應用中面臨流體阻力迅速增加，分離回收困難等問題。另外一種方法是通過接枝或涂覆將分子印跡聚合物接枝到基體表面，目前常用的基體主要是各種顆粒和膜，然而這類材料同樣存在吸附能力不高，膜穿透性能差，流通量低等缺點。

與顆粒和膜材料相比，纖維材料具有大的比表面積，短的傳質距離，小的壓降，容易分離回收，可以以多種形式使用等優點。大量的研究表明，通過接枝聚合、化學改性可以方便的在纖維表面引入各種功能聚合物。因此以纖維為基體，通過接枝改性將分子印跡聚合物接枝到纖維表面，可以有效克服目前分子印跡材料存在的問題。但是以纖維為基體制備分子印跡材料仍然很難找到一個合適的體系使印跡纖維既具有高的印跡效率，又具有高的接枝率。原因在于印跡和接枝往往需要不同的反應條件，適合于印跡的最佳條件往往不利于得到高的接枝率。正因為如此，雖然纖維基印跡材料有很多潛在的優點，但目前極少有以纖維為基體制備的分子印跡材料，尤其是以聚丙烯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯等有機纖維為基體。

發明內容

????本發明的目的在于根據現有技術中的上述缺陷，提供一種具有高的機械強度、熱穩定性能、化學穩定性、高吸附容量、高選擇性和快的吸附速度的分子印跡纖維材料。

本發明的另一目的是提供上述分子印跡纖維材料的制備方法。

本發明通過以下技術方案實現上述目的：

一種分子印跡纖維材料，是以有機纖維為基體，所述有機纖維為聚丙烯、聚四氟乙烯、黏膠、聚丙烯腈或聚乙烯醇。

上述分子印跡纖維材料的制備方法，具體步驟如下：

（1）預處理：將基體纖維在丙酮（工業中可以是堿液）中浸泡2天，過濾，真空干燥；

（2）接枝：將干燥后的基體纖維用鈷60伽瑪射線進行輻照，經輻照后與接枝單體溶液混合，控制纖維的重量與接枝單體溶液的體積比例（以下稱浴比）為1:10～1:50，接枝單體的濃度為10～80%，反應時間為0.5～10h（優選2~10?h），反應溫度為50～100℃，使纖維進行接枝反應，反應結束后，抽濾除去均聚物，真空干燥，得到接枝改性纖維；

（3）印跡：將接枝改性纖維與功能聚合物或功能單體反應，控制功能聚合物或功能單體濃度為1～100%、反應時間1～20h、反應溫度20～150℃，反應結束后洗去纖維表面未反應的功能聚合物或功能單體，然后加入模板離子或模板分子的溶液中吸附模板離子或模板分子，吸附飽和后，用交聯劑交聯，交聯劑濃度為0.1～30%，反應溫度20～100℃，反應時間0.5～10h，反應結束后用脫附劑脫附除去模板離子或模板分子得到分子印跡纖維材料。

步驟（2）所述接枝單體為丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯腈或丙烯酰胺。

步驟（2）所述接枝單體溶液的溶劑為甲醇、水、N,N-二甲基甲酰胺或四氫呋喃。

步驟（2）中還可以加入活化劑，可以獲得更好的效果，活化劑優選莫爾鹽、甲醛或鎂粉，鎂粉優選納米鎂粉。

步驟（3）所述接枝改性纖維與功能聚合物或功能單體反應是在溶劑中進行的，所述溶劑為水、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃、氯仿、二氯甲烷或甲苯。

步驟（3）所述功能聚合物或功能單體為聚乙烯亞胺、聚丙烯酸、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酸或丙烯酸。

步驟（3）所述模板離子為Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺等有毒重金屬或Ag⁺、Au³⁺等貴金屬，所述模板分子為腺嘌呤、茶多酚等。