[发明专利]一种埃洛石为模板可控制备中空分子印迹纳米棒的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种埃洛石为模板可控制备中空分子印迹纳米棒的方法，属环境功能材料制备技术领域。 

背景技术

氯霉素(Chloramphenicol，CAP)是由委内瑞拉链丝菌产生的抗生素，对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌都有较强的抑制作用，被广泛应用于家禽、家畜和水产养殖中疾病的治疗和预防。药物的滥用、违禁使用也造成了禽肉食品的药物残留，而且残留问题日益突出。如今，包括中国在内的许多国家，CAP在污水处理厂的出水、地表水和地下水中频繁地被检测出来。由于氯霉素有严重的毒副作用，长期微量摄入不仅会使大肠杆菌、沙门氏菌等多种菌株产生耐药性，而且会引起动物机体正常菌群失调、抵抗力降低、易感染各种疾病。因此，去除废水中残留的氯霉素微生物抗性，进而消除因抗性基因和抗性微生物进化引起的危机，是必要而紧迫的。 

分子印迹聚合物(MIPs)是通过分子印迹技术合成的对特定目标分子(模板分子)及其结构类似物具有特异性识别和选择性吸附的聚合物。分子印迹聚合物具有构-效预定性、特异识别性和广泛实用性，并且具有良好稳定性，广泛应用于固相萃取、分离、酶催化、传感器等领域。近年来，越来越多的科研工作者致力于分子印迹技术在水环境中治理中的应用。由于传统分子印迹制备方法得到块状的高度交联刚性聚合物，造成活性识别位点包埋于印迹材料的本体中，因此存在一些的缺陷，诸如：活性位点包埋过深，传质和电荷传递的动力学速率慢，吸附-脱附的动力学性能不理想；无法彻底洗脱模板分子，聚合物网络内部的活性位点利用率低；机械性能差，粒度分布宽且形态不规整，再生性能差。为了较好地解决传统分子印迹技术的缺陷，表面分子印迹技术作为一种新的印迹技术应运而生，即在固相基质表面发生印迹聚合反应，从而使几乎所有的结合位点分布在具有良好可接近性的表面的技术。然而，目前常用的表面印迹技术仍有许多技术难题，譬如：难以实现聚合层包覆均匀和厚度控制在纳米级等。 

中空材料(Hollow materials)是一类特殊的孔结构材料，由于具有具有很大的内部空间、可控的结构和优异的表面性能，在包覆、控制释放、催化和分离等许多方面具有潜在的应用，正引起人们越来越多的关注。模板法制备中空聚合物微球是先基于模板粒子形成聚合物壳，然后再移去模板粒子而得到具有中空结构的聚合物微球。因模板的大小、尺寸分布容易控制，所以模板法制得的中空聚合物微球粒径分布及大小容易控制。中空分子印迹聚合物具有中空材料和表面分子印迹聚合物的双重功能。 

天然矿物由于具有独特的形貌结构、比表面积大、化学稳定性高、成本低等特性，被广泛用于表面印迹的基质材料。埃洛石纳米管(HNTs)是一种天然的多壁纳米管状硅酸盐粘土矿物，在我国河南、四川和山西等地储量丰富，廉价易得。埃洛石纳米管具有碳纳米管相似的中空管状结构、高的比表面积、优良的化学及热稳定性，在某些领域可以作为碳纳米管的替代品使用，也是理想的一维模板基质材料，具有广阔的应用前景。 

发明内容

本发明的目的是提供一种埃洛石为模板可控制备中空分子印迹纳米棒的方法，用该方法制备的中空分子印迹纳米棒对水环境中氯霉素进行选择性识别和快速分离。 

本发明涉及埃洛石为模板可控制备中空分子印迹纳米棒的方法，是通过超声和酸洗对天然矿物埃洛石进行预处理，利用3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷对其表面进行乙烯基功能化修饰；以乙腈为溶剂，氯霉素为模板分子，甲基丙烯酸为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，乙烯基功能化的埃洛石表面进行原位沉淀聚合，索氏抽提去除氯霉素，得到埃洛石表面印迹纳米复合材料，通过调节聚合单体的加入量来控制埃洛石表面的印迹聚合物厚度；氢氟酸刻蚀埃洛石制得中空分子印迹纳米棒。印迹聚合层厚度可通过调节聚合单体的加入量来控制。通过多种表征手段，揭示中空分子印迹纳米棒的物理化学特性。利用所得中空分子印迹纳米棒对水环境中氯霉素的选择性识别和分离性能研究。 

本发明采用的技术方案是：一种埃洛石为模板可控制备中空分子印迹纳米棒的方法，按照下述步骤进行： 

(1) 埃洛石预处理和表面功能化