[發(fā)明專利]一種苯硼酸修飾的高滲透性多孔復(fù)合膜吸附劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810467843.0
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108607527B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉樹成;潘建明;陳學(xué)平;白雪
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B01J20/28
• 分類號: B01J20/28;B01J20/20;B01J20/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于環(huán)境功能材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種苯硼酸修飾的高滲透性多孔復(fù)合膜吸附劑的制備方法。本發(fā)明通過紫外光引發(fā)聚合策略制備帶有硼酸活性位點的多孔復(fù)合膜；進(jìn)行一系列處理后得到吸附劑，并將用于水溶液中天然黃酮木犀草素選擇性的吸附分離；本發(fā)明制備的硼酸修飾的多孔復(fù)合膜吸附劑，具有理想的吸附容量快速的吸附動力學(xué)性能，且有良好的酸堿響應(yīng)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工分離功能材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種苯硼酸修飾的高滲透性多孔復(fù)合膜吸附劑的制備方法。

背景技術(shù)

膜分離技術(shù)是近十年發(fā)展起來的一種高新技術(shù),隨著膜設(shè)備和技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟, 其應(yīng)用已滲透到人們生活和生產(chǎn)的各個方,被廣泛應(yīng)用于化工、環(huán)保、電子、輕工、紡織、石油、食品、醫(yī)藥、生物工程、能源工程等行業(yè)。從有效成分保留率、除雜率、澄清度等指標(biāo)考察，膜分離技術(shù)在天然黃酮分離提取中的應(yīng)用有著顯著的潛在優(yōu)勢。

木犀草素在自然界中分布廣泛，目前發(fā)現(xiàn)主要存在于金銀花、辣椒、全葉青蘭、紫蘇、野菊花和花生等蔬菜和果實中。其中，花生殼是目前已知含木犀草素較高的可再生、來源豐富的植物資源，是生產(chǎn)木犀草素的理想原料。我國花生資源極其豐富，每年產(chǎn)生的花生殼約 450萬噸，但僅有少量被利用，大部分被當(dāng)作廢棄物或燃料，造成自然資源極大浪費的同時，直接影響了花生的綜合利用價值。木犀草素作為天然黃酮類化合物，具有多種藥理活性，如抗菌，抗癌，抗病毒，抗氧化等能力。因此回收它具有很大的意義。

由于多壁碳納米管的表面的豐富的官能團(tuán)、較大的比表面積及大的孔徑，多壁碳納米管材料已經(jīng)被廣泛運用到電傳感、催化及分離吸附領(lǐng)域。硼親和是指硼酸基團(tuán)和順式二羥基結(jié)構(gòu)在堿性下結(jié)合生成五元環(huán)結(jié)構(gòu)，在酸性條件下發(fā)生解離。木犀草素具有順式二羥基官能團(tuán)結(jié)構(gòu)，并利用硼親和作用實現(xiàn)選擇性分離吸附。

紫外光引發(fā)聚合技術(shù)在制備過程中不會產(chǎn)生額外的熱量且聚合速率快，已經(jīng)得到廣泛的運用，而光引發(fā)制備膜具有更大的優(yōu)勢，可以防止制備過程中蒸發(fā)損失，而達(dá)不到預(yù)期的膜的形狀。

目前，制備碳納米管復(fù)合膜多是利用共混技術(shù)，碳納米管與膜基質(zhì)結(jié)合不牢靠且識別位點混亂，從而降低識別性能并減少吸附容量。利用紫外光引發(fā)聚合將功能化的多壁碳納米管的雙鍵與有機膜的單體發(fā)生共聚作用，這樣的優(yōu)勢可以使碳納米管與膜基質(zhì)結(jié)合力更加牢靠且位點更加均一。此外管狀碳納米管可以加快目標(biāo)分子流通速率，從而減少吸附時間提高吸附效率。發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明利用紫外光引發(fā)聚合的策略制備多孔復(fù)合膜(MBA-M)。首先合成具有羧基官能團(tuán)的多壁碳納米管，然后加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽EDC和N-羥基琥珀酰亞胺NHS進(jìn)行表面修飾，最終引入3-氨基苯硼酸進(jìn)行修飾得到苯硼酸修飾的多壁碳納米管 (MWCNTs-COOH-BA),并將MWCNTs-COOH-BA,丙烯酸羥乙酯，N,N-亞甲基丙烯酰胺，丙烯酰胺和光引發(fā)劑(2-羥基-4'-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮)。并利用光引發(fā)聚合策略制備多孔的復(fù)合膜,得到MBA-M。此外不加量的MWCNTs-COOH-BA制備的樣品，得到P-M.

具有硼酸親和能力多孔復(fù)合膜(MBA-M)和不具有硼酸親和能力的多孔復(fù)合膜(P-M) 的制備方法，包括如下步驟：

(1)首先將多壁碳納米管(MWCNTs)和順丁烯二酸酐混合并加入到二氯甲烷溶液中，然后再加入AlCl₃，用超聲波均勻分散4-6min，并在40-80℃條件下聚合得到MWCNTs-COOH；

(2)將步驟(1)得到的MWCNTs-COOH加入到蒸餾水溶液中攪拌均勻，向其中加入EDC和NHS的混合溶液并攪拌20-40min，隨后加入3-氨基苯硼酸進(jìn)行進(jìn)一步修飾，并在20-30℃條件下攪拌12-48h，得苯硼酸修飾型的多壁碳納米(MWCNTs-COOH-BA)；