[發明專利]一種截留接枝制備分子印跡聚合物膜的方法

無效

• 申請號: 201310141791.5
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103304833A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 趙孔銀;馮靈智;魏俊富;張新新;李文瑞
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C08J7/18
• 分類號: C08J7/18;C08J9/26;C08F120/56;C08F120/54;C08F220/56;C08F220/06;C08F226/06;C08F2/48;B01D71/78;B01D69/10;B01D67/00
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技術領域

本發明涉及一種截留接枝制備分子印跡聚合物膜的方法，屬于功能材料、高分子材料和膜領域。

背景技術

分子印跡聚合物(MIP)是一種新型的高分子材料，它對特定目標分子具有高特異性的識別能力。印跡聚合物膜融合了膜分離和分子印跡兩種技術的優點，給膜賦予了特異的分子識別性、親和性和選擇透過性，因此成為近年來研究的熱點。分子印跡聚合物膜的合成主要有以下幾種方法【Macromol?Biosci，2003，3(9)：487-498】：(1)原位聚合：將印跡分子、功能單體、交聯劑和致孔劑混合液傾倒在兩塊基板之間，通過整體交聯聚合(常采用UV光引發)即得到MIP膜。(2)溶劑蒸發沉淀：將印跡分子、成膜材料共溶于適當的溶劑中，將該鑄膜液刮涂在適當的支撐體上，在一定溫度下的惰性氣氛中使溶劑蒸發，得到的聚合物膜經進一步干燥后，采用適當的溶劑進行洗脫以除去印跡分子，即得到MIP膜。(3)浸沒沉淀(濕相轉化)：將含有印跡分子、成膜材料及適當致孔劑的高分子鑄膜液刮涂在適當的支撐體上，將其浸入含有非溶劑的凝固浴中，由于良溶劑與非溶劑的不斷置換，經過一段時間聚合物膜就從中沉淀析出，最后采用適當的溶劑對該膜進行洗脫以除去印跡分子，進而得到保留有印跡分子特定構型的MIP膜。(4)表面修飾：膜的表面修飾，即在印跡分子存在下，對商業膜進行表面修飾，實現分子印跡功能。具體可通過光或熱引發在膜表面接枝共聚。表面修飾法同以上各種印跡方法相比，具有印跡分子用量少、印跡位點的可及性高、可實現印跡膜的高通量等優點。(5)其它方法：除上述介紹的印跡膜制備方法外，還有一些特殊的膜制備方法，如電化學聚合方法也可用于分子印跡膜的制備，此方法具有速度快、直接成膜等優點，這種方法非常適用于傳感器敏感膜的制備。

基于以上幾種方法制備的分子印跡膜大致可分為三種【J?Chomatogr?B，2004，804(1)：113-125】：分子印跡填充膜或共混膜、分子印跡整體膜和分子印跡復合膜。填充型分子印跡膜是將納米級的MIP填充在兩塊過濾板之間，共混膜則是將徑度均一的MIP粉術混入膜基材中然后再成膜。分子印跡整體/本體膜是用分子印跡聚合物自身作為支撐體制作的一類分子印跡聚合物整體膜，穩定性較好，應用效率高，但是這種特殊的膜材料可選擇的范圍很窄，并不具有最佳的成膜性，膜制備過程較為困難，所制得的膜產品一般較脆，不易獲得分離膜所需的柔韌性和機械性能。分子印跡復合膜是以超濾或微濾膜為支撐層，在表面復合上分子印跡聚合物形成具有識別分離能力的皮層結構，并且可以通過優化分子印跡皮層的形態和結構提高和改善膜的功能，可獲得大通量和高選擇性，但是這類膜與第二類整體膜相似，同樣存在有造成膜產品柔韌性不足和機械性能較差的缺點，另外在實際的分離過程中，膜基材在溶劑中存在有溶脹現象，這便可能造成印跡聚合物皮層脫落的隱患，使膜的使用壽命縮短【JMem?Sci，2003，213(1)：97-113】。

分子印跡分離膜的研究主要存在以下問題：目前所制備的分子印跡聚合物膜需要較高交聯度來對結合位點進行空間定位，但這種高交聯體系中印跡分子向內或向外的擴散都會被阻礙，導致傳質動力學不理想，吸附容量很低；高度交聯的聚合物網絡結構是脆的，使印跡聚合物膜柔性差，容易破碎，影響了印跡聚合物膜的實際應用。其次，目前分子印跡分離膜使用的功能單體、交聯劑和聚合方法都有較大的局限性，尤其是功能單體的種類太少，且不易獲得，不能滿足某些分子識別的要求；另外，分子印跡分離膜的傳質機制和分離原理尚不明了，影響了其在分離領域的應用，而且MIP本身的分子識別機理和表征也是分子印跡技術研究中的主要問題。