[發明專利]一種環丙沙星選擇性分離膜的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202010546247.9
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111871237B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 韓子軒;盧健;秦瑩瑩;閆永勝;李春香
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01D71/82
• 分類號: B01D71/82;B01D67/00;B01D69/02;B01D69/12;B01D71/34;B01D71/74;B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;B01D15/00;B01D61/00
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本發明屬功能材料制備技術領域，具體涉及一種環丙沙星選擇性分離膜的制備方法及其應用；制備步驟為：將聚偏氟乙烯和β?環糊精相結合，構建兼具有良好柔韌性、抗污性、親水性、耐用性的柔性基底材料，配合多巴胺自聚合過程在基底外圍形成次級改性平臺，以環丙沙星為模板分子，基于光引發“巰基?烯”點擊化學分子印跡聚合過程，制備得到環丙沙星選擇性分離膜；本發明制備的環丙沙星選擇性分離膜有效解決了現有環丙沙星選擇性分離材料所存在的難回收、易產生二次污染、能耗高等不足，并對環丙沙星具有良好的特異性吸附和分離的能力。

技術領域

本發明屬于功能材料制備技術領域，具體涉及一種環丙沙星選擇性分離膜的制備方法及其應用。

背景技術

清潔水資源對于維持人類生命和社會的可持續發展具有至關重要的作用，是地球生命賴以生存的重要資源。然而，隨著人口的迅速增長和社會的快速發展，水污染情況日益嚴重，其中抗生素污染在近年來越發引起人們的關注。在常見抗生素中，環丙沙星具有半衰期長、化學穩定性高的特點，特別是其具有非生物降解性，因此，傳統的水處理工藝難以將其有效去除。在此情況下，發展能夠有效去除環境水體中環丙沙星的方法迫在眉睫。常見的抗生素污染治理方法主要包括化學沉淀法、電解法、吸附法、膜分離法、蒸餾法、萃取法及生物降解法等。其中沉淀法、電解法和吸附法等易產生二次污染；而蒸餾法、萃取法和生物降解法操作較為復雜，且運行成本較高。相比之下，膜分離法具有能耗低、操作簡單、無需相變、便于材料回收、無二次污染、分離效率高等優點，因而是處理水中環丙沙星污染的一種理想方法。

考慮到水體中含有大量需要保留的良好碳源，并且環丙沙星具有潛在的回收再利用價值，同時目標物濃度往往低于非目標物，因此對水中環丙沙星單一選擇性分離的研究具有重要社會與科學意義。分子印跡膜是近年來結合膜分離技術及分子印跡技術發展而來的一類具有高效分子選擇性的材料。其以多孔濾膜為載體，結合分子印跡技術在其表面及孔道中構建分子選擇性識別位點，利用其允許一部分物質通過而阻止另一部分物質通過的特點，通過對特定分子的選擇性識別與吸附實現對溶液中目標物分子的高效分離、富集或純化。

雖然基于分子印跡膜實現抗生素選擇性分離的工作已有報道，但由于印跡策略優化的欠缺及印跡識別位點與膜材料兼容性的不足，所得材料的選擇性分離性能仍有待增強。基于此，需要針對目標物的特性及存在環境，設計出合適和印跡策略，構建兼容性良好的分子印跡膜，以便有效提升分子印跡膜的分離性能，同時最大程度地發揮分子印跡膜的潛在綜合特性。

發明內容

針對上述現有技術存在的不足，本發明的目的在于克服現有技術中存在的技術缺陷，彌補現有分子印跡膜印跡識別位點與膜材料兼容性差的不足，使分子印跡膜在保證對目標物分子(環丙沙星)具有高選擇性和高吸附量的同時，最大程度地發揮其綜合性能。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種環丙沙星選擇性分離膜的制備方法，包括以下步驟：

S1.親水基底膜的制備：將聚偏氟乙烯粉末和β-環糊精粉末均勻混合后加入到二甲基乙酰胺中，對混合物加熱攪拌一段時間得到鑄膜液，冷卻后在真空條件下對鑄膜液進行脫泡處理，將脫泡后的鑄膜液在平板上刮平，形成一定厚度的液膜，隨后立即將平板置于水中相轉化一段時間，經干燥后得到親水基底膜；

S2.改性平臺復合膜的制備：配置三(羥甲基)氨基甲烷和多巴胺的混合溶液，調整溶液pH值，隨后浸入S1制備的親水基底膜，將混合物置于空氣中緩慢攪拌一段時間，經水洗、干燥后得到改性平臺復合膜；

S3.乙烯基修飾膜的制備：配置乙醇和水的混合溶液，隨后浸入S2制備的改性平臺復合膜，再加入一定量的3-(異丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，進行加熱回流，再經乙醇清洗、干燥得到乙烯基修飾膜；