【摘要】：分子印跡技術(shù)作為一種能夠特異性識別目標(biāo)分子的新興技術(shù)而成為現(xiàn)今研究領(lǐng)域的一大熱點。碳納米管因其穩(wěn)定的理化性質(zhì),廣泛應(yīng)用于納米復(fù)合材料的制備當(dāng)中。有機-無機雜化MIP是結(jié)合了有機與無機聚合物機械強度高和吸附性能好等優(yōu)點的一類聚合物,該方法是分子印跡聚合物制備的一個嶄新領(lǐng)域。將有機與無機聚合通過不同的手段進行復(fù)合,發(fā)揮二者的優(yōu)勢,以達到性能互補、提高耐酸,耐堿的穩(wěn)定性能或引入新功能的目的。介孔分子篩、氧化石墨烯、碳納米管等無機材料均已成功摻雜至分子印跡聚合物(MIP)中,并表現(xiàn)出優(yōu)秀的印跡效果和色譜分離性能,本文將兩種同時將單壁碳納米管(SWCNT)和多面體低聚倍半硅氧烷(POSS)或介孔分子篩(MCM-41)同時作為無機材料摻雜于分子印跡有機聚合物中,通過與不加無機材料的MIP相比較,評價有機-無機雜化MIP的特異性吸附性能。論文第一部分選擇沒食子酸(GAL)作為模板,利用室溫離子液體(RTILs)和低共熔溶劑(DESs)的結(jié)合可以提高RTILs在聚合過程中超分子組裝的溶解能力。選擇1-四丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([BMIM]BF_4)以穩(wěn)定SWCNT分散體并防止SWCNT的再聚集。此外,使用氯化膽堿-乙二醇(ChCl)體系作為共成孔劑以溶解模板分子,并使用四氫呋喃(THF)溶解POSS。結(jié)果表明,制備的有機-無機雜化分子印跡聚合物對模板分子GAL有特異性識別效果,印跡因子可達12.13,遠高于兩者都未摻雜的MIPs。體外釋放結(jié)果表明,與不含SWCNT和POSS的印跡聚合物的1.5小時相比,SWCNT-POSS MIP對GAL的釋放時間可達5.4 h。同樣的,大鼠的藥物代謝動力學(xué)也表明SWCNT-POSS MIP有最大的曲線下面積和最晚的達峰時間4 h,實驗結(jié)果證明SWCNT-POSS MIP有作為控制GAL釋放載體的潛力。通過表征實驗,如熱重,氮吸附等,可以明顯的觀察到SWCNT和POSS的摻入以增加聚合物的穩(wěn)定性和比表面積,從而增加對GAL的特異性吸附能力。論文第二部分用分子篩(MCM-41)接枝3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(γ-MPS)形成MCM-41-MPS,以酮洛芬(KET)為模板,4-乙烯基吡啶(4-VP)與二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDMA)分別為功能單體和交聯(lián)劑,采用低共熔溶劑ChCl和離子液體1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([BMIM]BF_4)等綠色溶劑作為共同致孔劑,之后與SWCNT與MCM-41-MPS摻雜采用原位聚合制備整體柱,通過對SWCNT和MCM-41-MPS的含量進行考察,最終得到的整體柱的印跡因子可達13.10。吸附試驗結(jié)果表明,用Langmuir-Freundlich方程對(MCM-41-MPS)-SWCNT MIP及對照組MIP和NIP的吸附等溫線進行擬合,結(jié)果最佳配方的飽和吸附量達12.46μmol/g,遠遠高于NIP和對照組的飽和吸附量。對不同體積的湖水進行上樣萃取,固相萃取實驗表明MIP的回收率可達84.5%,RSD為3.2%。對聚合物進行表征實驗,同樣的,SWCNT和MCM-41-MPS的摻雜可以增加聚合物的比表面積和熱穩(wěn)定性。
【圖文】：

分子印跡聚合物是交聯(lián)的聚合物材料[7]，聚合物的識別系統(tǒng)生物識別系統(tǒng)，如酶、DNA、抗體等。分子印跡聚合物由于學(xué)性能的優(yōu)勢，如穩(wěn)定性高、制備簡單等，常被用于色譜固定相的研究[8]，同時具有良好的可重復(fù)使用性和低成本等優(yōu)新一代化學(xué)/生物傳感器。由聚合過程產(chǎn)生的印跡聚合物具有狀的空腔，所以是將分子識別性能引入在模板分子的存在下物。印跡原理情況下，分子印跡聚合物的合成分為 3 個步驟[9]，如圖 1 所的功能單體與模板分子（要分離的目標(biāo)分子）溶于致孔劑中加入一定量交聯(lián)劑，在引發(fā)劑存在的前提下，交聯(lián)劑與復(fù)合形成的聚合物將模板分子固定在其中；（3）選擇合適的溶劑學(xué)手段洗脫掉未反應(yīng)的試劑與模板分子，形成具有三維空穴，可用來特異性識別模板分子或模板分子類似物。

2、碳納米管簡介碳納米管是一種一維的納米材料，近些年碳納米管的多方面的性能與應(yīng)用前景正在不斷地浮現(xiàn)出來，各種各樣的納米材料正用于實際應(yīng)用當(dāng)中。如圖2，，現(xiàn)在研究中常見的無機摻雜材料是石墨烯和碳納米管，碳納米管又分為單壁和多壁碳納米管[10-12]。碳納米管熱穩(wěn)定性，獨特光學(xué)性和高導(dǎo)電性等獨特的特性引起了科學(xué)家的極大關(guān)注[13]，許多人在科學(xué)和工程領(lǐng)域做了大量的工作。碳納米管通過折疊石墨烯片成折疊結(jié)構(gòu)，它的長度與它的性質(zhì)直接有關(guān)，較短的比較具有反應(yīng)性但不靈活，而較長的具有靈活性但不具有反應(yīng)性。由于它的中性性質(zhì)，它們不能很好的分散在有機溶劑中而處于原始狀態(tài)。 將碳納米管應(yīng)用到有機聚合物中可以增加其粘度和機械性能
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R943

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前9條

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本文編號：2634790