[发明专利]PDDA修饰的介孔氧化硅/阳极氧化铝膜、超组装制备方法及应用

说明书

本发明属于纳流控应用领域，具体涉及一种PDDA修饰的介孔氧化硅/阳极氧化铝膜、超组装制备方法及应用，以F127和TEOS为原料制备介孔氧化硅前驱体溶液，采用旋涂的方法，在堵好孔的AAO基底上制备一层超薄的介孔氧化硅涂层；经过蒸发诱导自组装过程，得到规整排列有序的介孔氧化硅框架；煅烧除去模板剂F127和PMMA之后，得到MS/AAO膜，然后将MS/AAO膜浸渍在0.02wt％～1.0wt％的PDDA水溶液中，在MS一侧修饰上带有永久正电荷的PDDA，得到PDDA@MS/AAO复合膜。PDDA@MS/AAO复合膜具有非对称的膜结构，下层为带正电荷的由氧化铝构成的圆柱形纳米通道，上层为由规整的介孔氧化硅组成的纳米通道，为离子传输提供了丰富的通道。该复合膜具有整流性能，可以根据整流比的变化进行荷不同电荷分子的鉴定。

技术领域

本发明属于纳流控应用领域，具体涉及一种PDDA修饰的介孔氧化硅/阳极氧化铝膜、超组装制备方法及应用。

背景技术

纳流控是近年来新兴的采用纳米尺寸的通道膜设备对流体中的离子，分子等的传输起到一定作用的技术。现制备的纳流控器件基本是在生物离子通道的启发下，制备得到的在环境温度、pH条件下可以稳定存在的固态纳米通道，在实际应用过程比如生物传感、脱盐、分子分离以及能量转换方面具有非常广阔的前景。

纳流控设备的基本原理是基于双电层理论，所以一般制备的固态纳米通道壁是带有一定的电荷。在水溶液中，具有反电荷的离子会紧密吸附在通道壁上，形成紧密层，进而是反电荷居多的扩散层。双电层的厚度大约在100nm左右，与溶液中的离子浓度有关。在荷电的纳米通道内，由于通道壁带电荷会形成双电层，而在纳米尺寸的通道下，双电层会出现重叠，这种重叠就会导致在通道内离子浓度与主体溶液的浓度不同，并且反离子会多于同离子。在纳米通道内传输的离子还受到纳米限域作用，表现出反常的流体传输现象，比如离子选择性传输、离子整流现象以及离子泵现象等。

基于纳米通道的双电层理论以及纳米限域作用，使得由纳米通道构成的纳流控设备在传感领域具有低的检测限以及高的灵敏度。基于纳流控设备的传感器件被广泛的研究。但是基于被检测物质本身的电荷性质进行鉴定的方法还没有具体阐述。这种方法可以根据被检测物质本身性质进行鉴定，不需要额外添加其他的反应中间介质。检测方法简单，具有广阔的应用前景。但是传统的利用纳流控来鉴定分子存在需要修饰相应响应分子的复杂操作过程问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种PDDA修饰的介孔氧化硅/阳极氧化铝膜、超组装制备方法及应用。

本发明提供了一种PDDA修饰的介孔氧化硅/阳极氧化铝膜，具有这样的特征，包括：阳极氧化铝膜层，作为基底；以及介孔氧化硅层，覆盖在阳极氧化铝膜层的一面上，其中，阳极氧化铝膜层具有在水中荷正电荷的圆柱状的氧化铝纳米通道，介孔氧化硅层上通过静电作用力吸附有PDDA，介孔氧化硅层在水中荷正电荷且具有介孔通道。

在本发明提供的PDDA修饰的介孔氧化硅/阳极氧化铝膜中，还可以具有这样的特征：其中，阳极氧化铝膜层的厚度为60μm～80μm，氧化铝纳米通道的孔径为20nm～28nm，孔氧化硅层的厚度为90nm～100nm，介孔通道的孔径为8.4nm。