[发明专利]一种表面接枝原子转移自由基聚合引发的布洛芬印迹复合膜及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种表面接枝原子转移自由基聚合引发的布洛芬印迹复合膜及其制备方法与应用，属于环境材料制备技术领域。本发明以纳米复合膜为基膜，布洛芬(ibuprofen)作为模板分子，丙烯酰胺(AM)为功能单体，二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂，结合金属‑有机纳米复合改性过程，将表面接枝原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂改性的金属‑有机纳米复合物(Br‑Au@PANI)共混于膜材料中，采用ATRP聚合的方法，制备出布洛芬印迹复合膜。本发明并通过静态吸附实验、选择性吸附试验和选择渗透性试验表明了本发明获得的布洛芬印迹复合膜具有较高的吸附能力和优越的布洛芬识别渗透性能。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种表面接枝原子转移自由基聚合(ATRP)引发的布洛芬印迹复合膜及其制备方法和应用。

背景技术

分子印迹技术(MIT)自创立以来，就引起材料科学、生命科学、化学工程、和药学等领域科学家的极大兴趣。该技术具有以下三大特点：(i)与天然受体相似的高识别性；(ii)与天然分子相比高度的稳定性；(iii)制备过程简单易行具有广泛实用性。MIT是模拟自然界中：酶与底物、抗体与抗原、激素与受体等分子的识别作用，制备对模板分子具有特异选择识别特性的高分子印迹聚合物的一种技术：首先以具有适当功能基的功能单体与模板分子结合形成单体-模板分子复合物；选择适当的交联剂将功能单体互相交联起来形成三维交联的聚合物网络，从而使功能单体上的功能基在空间排列和空间定向上固定下来；最后通过物理化学等方法除去模板分子，就获得了对模板分子具有特殊亲和性及专一结合性的三维空穴，这个三维空穴可以选择性地吸附模板分子，即对模板分子具有专一识别作用。表面分子印迹技术通过把分子识别位点建立在基质材料的表面，从而有利于模板分子的洗脱和再吸附，较好的解决了传统分子印迹技术存在的一些严重缺陷，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佳等。

如上所述，分子印迹技术发展历程中，其制备方法经历了由自由基聚合、悬浮聚合和乳液聚合到活性/可控聚合的发展，应用形态由分子印迹聚合物、分子印迹微球到分子印迹膜的发展。创立之初，分子印迹最常用的方法是溶液聚合法，该法通过热引发、光引发聚合包含模板分子、功能单体和交联剂等的预聚合溶液，从而得到块状聚合物，然后通过研磨、过筛、洗涤等步骤制备对模板分子具有特异识别性的分子印迹聚合物，但是后续的研磨过程很容易破坏聚合物的结合位点，操作费时费力，聚合物粒度分布较宽且粒子形态不规则，进而影响印迹效率。将分子印迹技术与膜分离技术相结合产生的分子印迹膜(MIM)的开发应用是最具吸引力的研究热点之一。分子印迹膜兼具分子印迹技术及膜分离技术的优点，一方面，该技术便于连续操作，易于放大，能耗低，能量利用率高，是“绿色化学”的典型；另一方面，它克服了目前的商业膜材料如超滤、微滤及反渗透膜等无法实现单个物质选择分离的缺点，为将特定分子从其结构类似物中分离出来提供了行之有效的解决途径；另外，与传统的分子印迹微球材料相比，分子印迹膜更稳定，抵抗恶劣环境能力更强，扩散阻力小，形态规则，不需要研磨等繁琐的制备过程等优点。七十年代以来，膜分离技术发展迅速，已广泛用于食品、医药、微生物、化学化工、材料等领域。

布洛芬(ibuprofen)是世界卫生组织、美国FDA唯一共同推荐的儿童退烧药，是公认的儿童首选抗炎药。因其抗炎、解痛、退热的作用远比阿司匹林、保泰松和扑热息痛强，所以深受临床青睐。由于布洛芬耐受性良好、副作用低，容易造成药物滥用。据报道，在饮用水、地表水、污水及人类排泄物中都检测出了高浓度的布洛芬。例如：在英国的地表水和饮用水中分别检测到0.025-0.475mg·L^-1的布洛芬，布洛芬常用的检测方法主要是高效液相色谱、气相色谱、固相萃取、固相微萃取，而采用分子印迹复合膜检测及分离富集布洛芬的方法鲜有报道。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明以非共价印迹体系为基础，结合金属-有机纳米复合改性过程、分子印迹技术、膜分离技术，提供一种高选择性和稳定性的新型分子印迹复合膜及其制备方法与在布洛芬的特异性识别方面的应用。