[發明專利]一種Janus雙功能印跡膜及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110413424.0
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113145083B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 于超;盧健;吳易霖;閆永勝
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/36;C02F101/34;C02F101/20
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1.一種Janus雙功能印跡膜，其特征在于，所述的Janus雙功能印跡膜是以聚偏氟乙烯為基底膜、四溴雙酚A和鎘離子為模板的雙面不對稱結構的印跡膜材料，對TBBPA和鎘離子具有高選擇性；所述Janus雙功能印跡膜將聚乙烯吡咯烷酮和沒食子酸結合，形成吸附Cd²⁺的特異性識別位點，其與TBBPA印跡聚合物分別固定在膜的表面；通過延遲相轉化和涂覆法在膜的兩面固定不同的識別位點，實現對不同的目標物進行特異性吸附；所述Janus雙功能印跡膜的制備方法包括以下步驟：

（1）將苯胺溶解在鹽酸溶液中，加入對甲苯磺酸和過硫酸銨，聚合反應一段時間后離心，用水和乙醇洗滌，干燥得到聚苯胺；四溴雙酚A、聚苯胺溶解在乙醇中，印跡聚合得到四溴雙酚A分子印跡聚合物；

（2）將聚偏氟乙烯和聚乙烯吡咯烷酮溶解在N，N-二甲基甲酰胺中，在一定溫度下攪拌混合成鑄膜液，去除氣泡；

（3）取步驟（1）中合成的四溴雙酚A分子印跡聚合物在乙醇中超聲均勻后分散到玻璃板上，蒸發乙醇后將步驟（2）中得到的鑄膜液涂覆到玻璃板表面，玻璃板浸入含有沒食子酸和聚乙烯吡咯烷酮的乙醇水溶液中，浸泡一段時間后將獲得的膜置于去離子水中，干燥備用；

（4）將步驟（3）中所獲得的膜加入到乙醇溶液中；超聲一段時間后加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷繼續超聲，冷凝回流，在一定條件下攪拌，乙醇和去離子水清洗后干燥后放入含有氯化鎘 半(五水合物)、4-乙烯基吡啶、丙酮和乙醇的混合溶液中攪拌，持續攪拌下分別加入乙二醇二甲基乙酰胺和偶氮二異丁腈，通N₂密封聚合反應后得到Janus雙功能印跡膜。

2.一種Janus雙功能印跡膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

（1）將苯胺溶解在鹽酸溶液中，加入對甲苯磺酸和過硫酸銨，聚合反應一段時間后離心，用水和乙醇洗滌，干燥得到聚苯胺；四溴雙酚A、聚苯胺溶解在乙醇中，印跡聚合得到四溴雙酚A分子印跡聚合物；

（2）將聚偏氟乙烯和聚乙烯吡咯烷酮溶解在N，N-二甲基甲酰胺中，在一定溫度下攪拌混合成鑄膜液，去除氣泡；

（3）取步驟（1）中合成的四溴雙酚A分子印跡聚合物在乙醇中超聲均勻后分散到玻璃板上，蒸發乙醇后將步驟（2）中得到的鑄膜液涂覆到玻璃板表面，玻璃板浸入含有沒食子酸和聚乙烯吡咯烷酮的乙醇水溶液中，浸泡一段時間后將獲得的膜置于去離子水中，干燥備用；

（4）將步驟（3）中所獲得的膜加入到乙醇溶液中；超聲一段時間后加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷繼續超聲，冷凝回流，在一定條件下攪拌，乙醇和去離子水清洗后干燥后放入含有氯化鎘 半(五水合物)、4-乙烯基吡啶、丙酮和乙醇的混合溶液中攪拌，持續攪拌下分別加入乙二醇二甲基乙酰胺和偶氮二異丁腈，通N₂密封聚合反應后得到Janus雙功能印跡膜。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述苯胺與鹽酸溶液的用量關系為0.47~1.86g：60 mL，所述鹽酸溶液的濃度為1mol/L；所述苯胺、對甲苯磺酸與過硫酸銨的用量關系為0.47~1.86g：0.94 g：0.3 g；所述的聚合反應的時間為4~8h。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的四溴雙酚A、聚苯胺、乙醇的用量關系為0.28 ~1.12g ：0.5 g ：200 mL。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述的聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺的用量關系為4~6g：0.2~0.6g：25~50g；所述的攪拌的溫度為60~80℃，攪拌的時間為10~12h。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述的四溴雙酚A分子印跡聚合物、沒食子酸、聚乙烯吡咯烷酮和乙醇水溶液的用量關系為0.1 g ：0.5~2 g：1 g：400mL，所述乙醇水溶液的濃度為25%，浸入時間為6~24 h。