[發明專利]手性共價有機骨架膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110498814.2
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113209952B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 季一兵;羅歡;陳建秋
• 申請（專利權）人: 中國藥科大學
• 主分類號: B01J20/29
• 分類號: B01J20/29;B01J20/30;B01D15/38
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 黃欣

本發明公開了一種手性共價有機骨架膜及其制備方法和應用，屬于手性拆分技術領域。所述手性共價有機骨架膜包括醋酸纖維素基膜和手性共價有機骨架材料，所述手性共價有機骨架材料為β?環糊精共價有機骨架；β?環糊精共價有機骨架包含在醋酸纖維素基膜中，或吸附在醋酸纖維素基膜表面。本發明的手性共價有機骨架膜制備過程簡單，具有優良的手性拆分能力，拆分對象廣泛，且耐酸能力強，具備工業化應用的潛在優勢。

技術領域

本發明屬于手性拆分技術領域，具體涉及一種手性共價有機骨架膜及其制備方法和應用。

背景技術

手性膜拆分技術法是利用膜上特定的手性識別位點來實現對外消旋混合物的拆分。膜拆分技術法具有能耗低、操作簡單、批處理量大、易工業放大等優點，工業應用潛力巨大，是有效分離手性分子最有前途的候選方法之一。

根據膜形態可將膜技術拆分法分為液膜拆分法和固膜拆分法。液膜具有快速傳質的優點，但通常穩定性差，難以在工業上應用；固膜機械穩定性高、耐用、易于自動化，具有廣闊的工業應用前景。目前，手性固膜可分為本體固膜、改性固膜和分子印跡固膜。本體固膜可供選擇的膜材較少，使用面窄；分子印跡膜專一性較強，每種分子印跡膜只能拆分一種手性物質，且制備過程復雜；而改性固膜可設計性強，分離效率高，拆分范圍廣泛，是目前手性膜拆分技術研究的主流方向。

改性固膜的制備方法可分為物理改性和化學改性。傳統手性聚合物材料在有機溶劑中不穩定，溶解度高且不具備孔隙結構，導致通過物理改性制備的共混膜和界面聚合法化學改性制備的復合膜（TFC）均具有致密和無定形的結構，在滲透通量和選擇性之間存在無法消除的“權衡”關系。隨著新材料的不斷涌現，能夠制備手性膜的材料開始增加。目前，納米多孔材料由于具有固有的高孔隙率和可調節的孔結構，可以使膜同時保持高通量和高選擇性，減輕傳統膜滲透通量和選擇性之間的制約關系，已經成功用于手性固膜的制備研究。新型納米多孔材料主要包括：石墨烯(GR)、氧化石墨烯(GO)、金屬有機骨架（MOF）、微孔聚合物（PIM）和共價有機骨架（COF）。相比于其他材料，COF不僅具有低密度，高孔隙率，大比表面積等特點，還具有較強的酸堿和有機溶劑耐受能力，能夠適應溫和或者惡劣的膜分離環境；其次，無機納米材料會導致膜基質內部形成針孔和籠式篩網結構影響分離效果，而COF的純有機骨架與有機聚合物膜材料化學相容較高，可消除兩相之間的非選擇性空隙，制備得到無缺陷膜。因此，手性共價有機骨架（CCOF）是一類有價值的新興高質量手性膜材料。

發明內容

本發明的目的是提供一種以手性共價有機骨架作手性拆分劑、醋酸纖維素作基膜材料的手性膜，該手性共價有機骨架膜具備優異的手性拆分效果和優良的耐酸性，具有工業化應用的潛力。

為了實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種手性共價有機骨架膜，包括醋酸纖維素基膜和手性共價有機骨架材料，所述手性共價有機骨架材料為β-環糊精共價有機骨架。

進一步地，所述β-環糊精共價有機骨架的制備方法為：將七（6-氨基-6-去氧）-β-環糊精和對苯二甲醛溶解在乙醇和水的混合溶劑中，加入冰醋酸作催化劑，混勻后在氮氣氛圍下靜置反應，反應結束后離心收集產物，用乙醇和水各洗滌三次，干燥后即可得到β-環糊精共價有機骨架；

其中，七（6-氨基-6-去氧）-β-環糊精的濃度為20 mmol L^-1，對苯二甲醛的濃度為50 mmol L^-1，冰醋酸的濃度為180 mmol L^-1，乙醇和水的體積比為50:50。

上述手性共價有機骨架膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，將β-環糊精共價有機骨架加至二甲基甲酰胺中，完全溶解后，加入醋酸纖維素和聚乙二醇400，制成鑄膜液；

步驟2，將鑄膜液傾倒在制膜模具中，形成初生液膜；

步驟3，將初生液膜置于去離子水中進行相轉化成膜；