[發明專利]一種對血液中重金屬離子高清除的羧基修飾MOF膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201611242144.3
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106731894B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 尹園;高健;柳美華;鄭春柏;魏巍;鄧鵬飏
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: B01D71/26
• 分類號: B01D71/26;B01D71/18;B01D67/00;C08J7/04;C08J7/18;C08J3/28;C08J7/16;C08G83/00;A61M1/34;C08L23/12;C08L67/02
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙) 22210
• 代理人: 李外

本發明提供一種對血液中重金屬離子高清除的羧基修飾MOF膜及其制備方法，屬于MOF膜技術領域。該羧基修飾MOF膜結構式如式Ⅰ所示。本發明還提供一種對血液中重金屬離子高清除的羧基修飾MOF膜的制備方法，該方法先制備溴取代的羧基修飾MOF材料；對溴取代的羧基修飾MOF材料中的羧基進行保護，得到羧基保護的MOF；然后將羧基保護的MOF和格式試劑反應，得到帶雙鍵的MOF材料；最后將帶雙鍵的MOF材料通過預輻射或共輻照方法接枝在高分子基底材料表面，得到羧基修飾MOF膜。本發明的MOF膜在血液中對Cr⁶⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺、Pb²⁺、As³⁺等重金屬離子具有高清除性能且原位捕捉的特點。

技術領域

本發明屬于MOF膜技術領域，具體涉及一種對血液中重金屬離子高清除的羧基修飾MOF膜及其制備方法。

背景技術

中國的重金屬污染形勢已經非常嚴峻。根據2014年發布的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示，全國土壤環境狀況總體不容樂觀，部分地區土壤污染較重。污染類型以無機型為主，有機型次之，復合型污染比重較小，無機污染物超標點位數占全部超標點位的82.8％。其中，鎘、汞、砷、鉛4種無機污染物含量分布呈現從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態勢。這些有害物質能夠滲入土壤，而后通過食物鏈到達人體內，對人體造成危害。來自環保部的數據顯示，2009年重金屬污染事件致使4035人血鉛超標、182人鎘超標，引發32起群體性事件；2010年共發生14起重金屬污染事件，其中9起是血鉛事件；2011年僅1-8月就發生了9起血鉛事件。

目前，用于重金屬中毒的常規治療一般有催吐、洗胃、利尿、導瀉等，也可選擇活性炭吸附治療；使用金屬絡合劑藥物來清除，如D-青霉胺、抗路易士藥劑(BAL)、二巰基丁二酸(DMSA)、二巰丙磺酸鈉(DMPS)、EDTA、普魯士藍等；以及血液滲析、血液灌流等方法。但這些方法都存在選擇性差、副作用大等缺點。并且金屬絡合劑會在人體內產生沉淀，難以排出。相比較而言，吸附法具有具有明顯優勢，不會有沉積，造成二次污染。但傳統的吸附劑(主要有硅藻土、焦炭、活性炭、纖維素、樹脂以及沸石等)普遍存在吸附容量較低、無選擇性或再生困難等問題。

金屬-有機框架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一種新型納米多孔材料，具有種類多樣性、結構可設計性與可調控性、高比表面積及良好的熱穩定性等優點，已成為當前化學、材料學科的一個研究熱點，在多個領域顯示出潛在的應用前景，尤其是在分離方面。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的清除血液重金屬離子的方法吸附容量較低、無選擇性、難以排出或再生困難的問題，而提供一種對血液中重金屬離子高清除的羧基修飾MOF膜及其制備方法。

本發明首先提供一種對血液中重金屬離子高清除的羧基修飾MOF膜，結構式如式Ⅰ所示：

式Ⅰ中，R為Zr或Fe，代表高分子基底材料。

本發明還提供一種對血液中重金屬離子高清除的羧基修飾MOF膜的制備方法，該方法包括：

步驟一：制備溴取代的羧基修飾MOF材料；

步驟二：對步驟一得到的溴取代的羧基修飾MOF材料中的羧基進行保護，得到羧基保護的MOF；

步驟三：將步驟二得到的羧基保護的MOF和格式試劑反應，得到帶雙鍵的MOF材料；

步驟四：將步驟三得到的帶雙鍵的MOF材料通過預輻射或共輻照方法接枝在高分子基底材料表面，得到羧基修飾MOF膜。