[發明專利]PDDA修飾的介孔氧化硅/陽極氧化鋁膜、超組裝制備方法及應用

有效

• 申請號: 202010639989.6
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111766285B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 孔彪;周姍;謝磊;曾潔;劉占杰;陳海濤
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G01N27/447
• 分類號: G01N27/447;C23C18/12
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 王偉珍

本發明屬于納流控應用領域，具體涉及一種PDDA修飾的介孔氧化硅/陽極氧化鋁膜、超組裝制備方法及應用，以F127和TEOS為原料制備介孔氧化硅前驅體溶液，采用旋涂的方法，在堵好孔的AAO基底上制備一層超薄的介孔氧化硅涂層；經過蒸發誘導自組裝過程，得到規整排列有序的介孔氧化硅框架；煅燒除去模板劑F127和PMMA之后，得到MS/AAO膜，然后將MS/AAO膜浸漬在0.02wt％～1.0wt％的PDDA水溶液中，在MS一側修飾上帶有永久正電荷的PDDA，得到PDDA@MS/AAO復合膜。PDDA@MS/AAO復合膜具有非對稱的膜結構，下層為帶正電荷的由氧化鋁構成的圓柱形納米通道，上層為由規整的介孔氧化硅組成的納米通道，為離子傳輸提供了豐富的通道。該復合膜具有整流性能，可以根據整流比的變化進行荷不同電荷分子的鑒定。

技術領域

本發明屬于納流控應用領域，具體涉及一種PDDA修飾的介孔氧化硅/陽極氧化鋁膜、超組裝制備方法及應用。

背景技術

納流控是近年來新興的采用納米尺寸的通道膜設備對流體中的離子，分子等的傳輸起到一定作用的技術。現制備的納流控器件基本是在生物離子通道的啟發下，制備得到的在環境溫度、pH條件下可以穩定存在的固態納米通道，在實際應用過程比如生物傳感、脫鹽、分子分離以及能量轉換方面具有非常廣闊的前景。

納流控設備的基本原理是基于雙電層理論，所以一般制備的固態納米通道壁是帶有一定的電荷。在水溶液中，具有反電荷的離子會緊密吸附在通道壁上，形成緊密層，進而是反電荷居多的擴散層。雙電層的厚度大約在100nm左右，與溶液中的離子濃度有關。在荷電的納米通道內，由于通道壁帶電荷會形成雙電層，而在納米尺寸的通道下，雙電層會出現重疊，這種重疊就會導致在通道內離子濃度與主體溶液的濃度不同，并且反離子會多于同離子。在納米通道內傳輸的離子還受到納米限域作用，表現出反常的流體傳輸現象，比如離子選擇性傳輸、離子整流現象以及離子泵現象等。

基于納米通道的雙電層理論以及納米限域作用，使得由納米通道構成的納流控設備在傳感領域具有低的檢測限以及高的靈敏度。基于納流控設備的傳感器件被廣泛的研究。但是基于被檢測物質本身的電荷性質進行鑒定的方法還沒有具體闡述。這種方法可以根據被檢測物質本身性質進行鑒定，不需要額外添加其他的反應中間介質。檢測方法簡單，具有廣闊的應用前景。但是傳統的利用納流控來鑒定分子存在需要修飾相應響應分子的復雜操作過程問題。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種PDDA修飾的介孔氧化硅/陽極氧化鋁膜、超組裝制備方法及應用。

本發明提供了一種PDDA修飾的介孔氧化硅/陽極氧化鋁膜，具有這樣的特征，包括：陽極氧化鋁膜層，作為基底；以及介孔氧化硅層，覆蓋在陽極氧化鋁膜層的一面上，其中，陽極氧化鋁膜層具有在水中荷正電荷的圓柱狀的氧化鋁納米通道，介孔氧化硅層上通過靜電作用力吸附有PDDA，介孔氧化硅層在水中荷正電荷且具有介孔通道。

在本發明提供的PDDA修飾的介孔氧化硅/陽極氧化鋁膜中，還可以具有這樣的特征：其中，陽極氧化鋁膜層的厚度為60μm～80μm，氧化鋁納米通道的孔徑為20nm～28nm，孔氧化硅層的厚度為90nm～100nm，介孔通道的孔徑為8.4nm。