[发明专利]一种选择性分离阿特拉津的分子印迹纳米复合膜的制备方法

说明书

本发明属于功能材料制备技术领域，具体涉及一种用于选择性分离阿特拉津的分子印迹纳米复合膜的制备方法；步骤为：采用生物质活性炭纳米颗粒与二氧化硅纳米颗粒协同改性的方法，以阿特拉津为模板、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，结合纳米材料掺杂技术、分子印迹聚合技术，制备阿特拉津分子印迹复合膜；本发明所采用二氧化硅与活性炭纳米颗粒协同改性的方法，制备的阿特拉津分子印迹纳米复合膜对阿特拉津具有较高的特异性吸附能力和识别分离能力，使其对复杂的混合体系中阿特拉津的分离效率大幅提高。

技术领域

本发明属于功能材料制备技术领域，具体涉及一种用于选择性分离阿特拉津的分子印迹纳米复合膜的制备方法。

背景技术

膜分离技术(MST)是近年来受到较多关注的一种分离技术，也是现代分离技术中一种效率较高的分离手段。膜分离是借助于膜,在某种推动力的作用下,利用流体中各组分对膜的渗透速率的差别而实现组分分离的过程。与蒸馏、萃取等传统分离方式相比，膜分离过程具有分离效率高、能耗低、无相变、操作简便、无二次污染、分离产物易于回收、自动化程度高等优点。然而，对于分子层面上的分离过程而言，传统的微滤膜、纳滤膜等由于缺少对特定分子的选择性分离能力，因而限制了膜分离技术更为广泛的应用。

分子印迹技术(MIT)是近几年发展起来的一项备受关注的技术，MIT的出现很好的解决了膜材料对于特定分子无选择性的问题。其原理为在模板分子存在的条件下，通过功能单体与交联剂之间的聚合过程形成聚合物，最后再用如萃取或经酸水解的方法将分子模板去除。在聚合物表面留下三维空间上与模板分子完全匹配并对其有很好选择性的空穴，而后当目标分子及其类似物与印迹聚合物再次接触时，印迹聚合物上的印迹位点能够对目标分子进行特异性吸附，同时对非目标分子不吸附，从而实现对单一类别分子的选择性分离。将MST与MIT相结合制备的分子印迹膜(MIM)具有易于操作、分离能耗低、单一选择性强等优点。此外，相比于传统的印迹微球、块状印迹聚合物等，MIM具有性质稳定，制备过程简单、适用范围广、形态规整等优点，是一种具有良好应用前景的分离材料。目前，随着MST发展迅速，MIM已广泛用于化工、食品、医药等众多领域中。

阿特拉津是一种廉价、高效的除草剂，是目前世界上销售量最大的除草剂之一。近三十年来，阿特拉津被认为是一种安全有效的产品，被广泛应用于农业生产当中。然而，近年来的研究发现，阿特拉津作为一种内分泌干扰物，具有造成人体免疫抑制、生殖异常、癌症和激素紊乱等危害。由于其化学性质稳定，降解速度慢，常残留在农产品和水中，严重危害生态系统和人类健康。但阿特拉津化学结构稳定，生物降解性差，现有水处理技术如臭氧氧化、电解、生物处理、吸附等，对阿特拉津的处理效果较差，难以满足如今更加严格的环境标准。因此，开发一种更具选择性、更可靠的阿特拉津去除策略具有重要意义。

研究发现，将纳米颗粒引入多孔膜材料中，以改善分子印迹膜的孔隙结构、渗透通量及特异性识别能力，制备出性能优异的分子印迹纳米复合膜引起了人们的广泛关注。本发明申请中，以可降解的生物质材料醋酸纤维素与壳聚糖为基膜材料，通过二氧化硅与生物质活性炭纳米颗粒的协同改性作用以及分子印迹技术，制备了对阿特拉津具有高效选择性识别及分离能力的分子印迹复合膜。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷，制备一种用于高效分离阿特拉津污染物的分子印迹膜，同时对于为解决了传统分子印迹膜选择性低、膜通量差等问题提供新的思路。

一种用于选择性分离阿特拉津的分子印迹纳米复合膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、二氧化硅纳米颗粒的表面活化改性：

将二氧化硅(SiO₂)纳米颗粒进行醇洗，离心、真空干燥，得到干燥的SiO₂；配制乙醇和水的混合溶液，加入干燥的SiO₂与γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(kh570)，然后进行水浴加热反应，反应结束后，取出产物用乙醇和去离子水清洗，再经离心、真空干燥获得改性后的SiO₂；