[发明专利]一种贯通多级孔结构双酚A分子印迹复合膜的制备方法及应用

说明书

本发明属功能材料制备技术领域，具体涉及一种贯通多级孔结构双酚A分子印迹复合膜的制备方法及应用；制备步骤为：以聚偏氟乙烯为制膜材料，氯化钠晶体颗粒为致孔剂，双酚A为模板分子、甲基丙烯酸为功能单体、四(3‑巯基丙酸)季戊四醇酯为交联剂、二季戊四醇戊‑/己‑丙烯酸为助交联剂，结合牺牲模板法制膜工艺，基于“点击化学”聚合方法，制备得到贯通多级孔结构双酚A分子印迹复合膜；本发明制备的贯通多级孔结构双酚A分子印迹复合膜有效的解决了现有分子印迹膜在通量、吸附量和选择性之间难以平衡的不足；此外，所制备的膜材料对双酚A具有良好的特异性识别和分离能力。

技术领域

本发明属于功能材料制备技术领域，具体涉及一种贯通多级孔结构双酚A分子印迹复合膜的制备方法及应用。

背景技术

双酚A作为一种大宗化学品原料，便被广泛应用于聚碳酸酯塑料、环氧树脂及水管、玩具、医疗设备、电子产品等消费品的生产。随着科学的进步和研究的不断深入，双酚A所存在的危险性逐渐被人们所认识。但由于人类在过去生活生产中对双酚A的大肆使用，双酚A已普遍存在于世界范围内的环境水体中，甚至超过90％的人群尿液中都能够检测到双酚A的存在。目前，去除环境水体中BPA的方法主要有生物法、高级氧化法、物理化学法及膜分离法等。虽然双酚A基于生物法的可生物降解性已得到广泛证明，但其降解周期较长；物理化学法和高级氧化法尽管去除效果较好，但应用条件较为苛刻，同样限制了其应用。相比之下，膜分离法具有能耗低、操作简便、效率高、处理规模可大可小、可用于连续过程等优点。

在200多年的发展过程中，膜分离技术凭借其低能耗、高效率和易于操作等特点，在分离、纯化、水处理和资源回收等领域均受到了广泛的关注。考虑到水体中含有大量需要保留的良好碳源，且双酚A浓度往往较低，因此对水中双酚A的单一选择性分离是基于膜分离技术实现双酚A有效去除的关键。在此背景下，分子印迹膜的出现为这一问题的解决起到了积极的促进作用。分子印迹膜是基于膜分离技术和分子印迹技术发展而来的一类新型选择性识别及分离材料，通过在膜表面及孔隙内表面合成分子选择性识别位点的方式，使膜材料对特定分子具有选择性识别和吸附的能力，进而利用这一作用减缓该分子的渗透，从而达到选择性分离特定分子的目的。

对于膜基分离材料而言，膜通量越高则所需的膜孔径越大，膜材料对应的比表面积也就越小，因此能够在膜上形成的印迹识别位点数量较少，这将导致所得分子印迹膜对目标物分子的吸附量较低，进而间接影响分子印迹膜的整体选择性。因此，通量、吸附量和选择性之间的平衡始终是分子印迹膜面临的最大挑战。有报道表明，相互贯通的多级孔结构能够平衡膜通量和比表面积。受此启发，构建具有贯通多级孔结构的分子印迹膜将有望解决上述矛盾。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷，解决传统分子印迹膜在通量、吸附量和选择性之间难以平衡的问题，使分子印迹膜在保证对目标物分子(双酚A)具有高选择性和高吸附量的同时，大幅提升分子印迹膜的渗透通量。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种贯通多级孔结构双酚A分子印迹复合膜的制备方法，包括以下步骤：

S1.贯通多级孔结构基底膜的制备：将聚偏氟乙烯粉末和氯化钠晶体颗粒均匀混合，置于成膜容器中，对混合物加热一段时间使之熔融，冷却后从容器中取出定型的混合物，置于一定温度的水中浸泡清洗，多次更换水溶液，然后取出定型的混合物，经干燥后得到贯通多级孔结构基底膜；

S2.贯通多级孔结构乙烯基改性膜的制备：配置乙醇和水的混合溶液，随后加入S1制备的贯通多级孔结构基底膜，再浸入一定量的3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，对混合物加热回流，再经乙醇清洗、干燥得到贯通多级孔结构乙烯基改性膜；