收藏本站
收藏 | 论文排版

表面分子印迹微/纳米复合材料的制备及其性能研究

贺敏强  
【摘要】:分子印迹技术(Molecular Imprinting Technology, MIT)是一种制备对目标化合物(模板分子)具有高度亲和力和选择性的高分子聚合物材料的技术。制备的分子印迹聚合物材料(Molecularly Imprinted Polymers, MIP)因含有与模板分子在空间结构和功能基团排布上高度吻合的三维空穴,从而对模板分子具有良好的记忆效应。目前该技术已广泛应用于色谱分离、固相萃取、模拟酶催化剂、生物传感器等领域。在载体材料的表面印迹模板分子,是近年来新建立起来的一种分子印迹技术即表面分子印迹技术(surface molecular imprinting technique, SMIT),因其将印迹位点控制于各类载体材料的表面,可有效弥补传统印迹聚合物的不足,提高MIP的吸附容量和识别动力学性能,应用前景更为广阔。 本研究采用新型表面分子印迹技术,制备了天麻素(GAS)、对羟基苯甲酸(p-HB)表面分子印迹聚合物复合材料(GAS-SMIP,p-HB-SMIP)和氨基三唑(AMI)磁性分子印迹聚合物复合材料(AMI-MMIP)。对三种印迹复合材料进行了系统的结构表征,并分别考察其吸附选择性、吸附平衡、吸附动力学、吸附热力学、分子识别能力和催化活性等。详细探讨印迹、识别、吸附和催化机理。研究的主要结论如下: 1.纳米硅胶表面天麻素分子印迹材料的制备及其分子识别性能研究 (1)利用纳米二氧硅为载体材料,KH-570为硅烷偶联剂进行表面接枝修饰,GAS为模板分子,α-甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDMA)为交联剂,AIBN为引发剂,甲醇为溶剂,采用表面分子印迹技术合成了GAS-SMIP复合材料。通过多种表征手段研究了GAS-SMIP的结构、组成和形貌特征,结果表明GAS-SMIP纳米粒子间虽有粘连但整体结构较为蓬松,粒子间存在明显间隙。 (2)紫外光谱分析揭示GAS和MAA间存在较强的非共价作用,两者形成了主客体配合物。平衡结合实验表明,GAS-SMIP对GAS具有良好的亲和性、吸附选择性,其吸附等温线类似于Langmuir模型。将吸附数据应用于Scatchard分析,结果表明GAS-SMIP中存在两类不同的结合位点,高亲和力结合位点的离解常数Kd1=1.02μmol/mL,最大表观结合量Qmaxl=17.82μmol/g;低亲和力结合位点数常数Kd2=7.28μmol/mL,最大表观结合量Qmax2=83.11μmol/g。吸附动力学研究表明,GAS-SMIP对GAS的选择性吸附基本在1h之内完成。选择性识别实验表明,GAS-SMIP对GAS的静态分配系数明显大于其他对照物,对对照物的分离因子均达到了2以上,GAS-SMIP对GAS具有显著的专一分子识别能力。再生性实验表明,GAS-SMIP具有较好的再生性能。 2.对羟基苯甲酸表面分子印迹微纳米材料的制备、性能及在选择性催化合成对氯甲苯中的应用 (1)以微纳米二氧硅为载体材料、硅烷偶联剂KH-570表面接枝修饰、p-HB为模板、丙烯酰胺(AM)为功能单体,二甲基丙烯酸7二醇酯(EDMA)为交联剂,AIBN为引发剂,甲醇为溶剂,采用表面分子印迹技术合成了p-HB-SMIP微纳米复合材料。采用红外光谱、热重、扫描电镜和透射电镜等多种表征手段研究了p-HB-SMIP的结构和形貌特征,结果表明,p-HB-SMIP微纳米颗粒表面粗糙不平、单分散性良好、核壳结构明显,平均粒径为5-6μm。 (2)静态结合实验表明,p-HB-SMIP对p-HB显示出良好的亲和性和吸附选择性,Scatchard分析表明,p-HB-SMIP中存在两类不同的结合位点,高亲和力结合位点的离解常数Kd=1.77μmol/mL,最大表观结合量Qmax1=24.11gmol/g;低亲和力结合位点数常数Kd=9.62μmol/mL,最大表观结合量Qmax2=73.94μmol/g。Freundlich等温模型较好地描述了p-HB-SMIP对p-HB的平衡吸附行为。吸附动力学实验表明,p-HB-SMIP在前30mmin内对p-HB的吸附速率较快,100mmin后基本达到饱和吸附,其吸附行为可用准二级吸附动力学方程加以描述。吸附热力学实验表明,实验温度范围内p-HB-SMIP对p-HB的吸附是自发进行的,且吸附是吸热过程。选择性实验显示,p-HB-SMIP对p-HB具有显著的专一分子识别能力。 (3)以硫酰氯为氯源,p-HB-SMIP选择性催化甲苯对位氯代的反应,最佳催化条件为:反应温度60℃,反应时间60mmin,乙腈与甲苯摩尔比为2:1。甲苯转化率为85.5%,对氯甲苯与邻氯甲苯的摩尔比(p/o)高达1.63,明显好于传统催化剂。 3.氨基三唑磁性印迹纳米材料的合成、表征及选择性吸附性能的研究 (1)以水热法制备的Fe304为磁性基底,TEOS为硅基修饰剂,KH-570为表面修饰硅烷偶联剂,AMI为模板,α-甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDMA)为交联剂,AIBN为引发剂,制备了具有超顺磁性的AMI-MMIP复合材料。并对其结构、组成、形貌、磁学性能和稳定性等进行了表征。AMI-MMIP具有核壳结构,平均粒径为200nn,印迹层厚度约为30nm。 (2) AMI-MMIP具有超顺磁性,饱和磁化强度为48.4emu/g。AMI-MMIP对AMI的平衡吸附数据显示,其对AMI具有良好的亲和性和吸附选择性。印迹空穴中存在对AMI亲和力高低不同的两类结合位点,其吸附速率快,吸附容量大。选择性识别实验表明,与其它结构类似相比,AMI-MMIP对AMI具有较高的分子识别性能。AMI-MMIP的吸附动力学性能优于非印迹化合物,准二级动力学模型对AMI-MMIP吸附AMI的动力学数据有较好地拟合效果。在实验温度范围内AMI-MMIP对AMI的吸附为自发的放热过程。AMI-MMIP具有显著的选择性吸附AMI和磁分离能力。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 雷建都,谭天伟;壳聚糖血红蛋白分子印迹介质的制备及优化[J];化学通报;2002年04期
2 郭天瑛,夏永清,郝广杰,张邦华;蛋白质分子印迹技术的研究进展[J];化工进展;2003年07期
3 张巧珍,师晋生,邓启良,景作亮;分子印迹聚合物[J];材料导报;2003年S1期
4 王虹,孙彦;分子印迹聚合物研究:从小分子到生物大分子[J];高分子通报;2005年01期
5 黄晓冬,孔亮,厉欣,陈学国,郭宝川,邹汉法;原位分子印迹毛细管电色谱柱的制备及其对非对映异构体的分离[J];色谱;2003年03期
6 雷建都,贺湘凌,谭天伟;分子印迹技术及应用[J];现代化工;2001年04期
7 姜忠义;分子印迹聚合物制备与应用[J];化学世界;2003年02期
8 王江干,徐伟箭;分子印迹聚合物模拟酶催化剂的设计合成[J];化学研究与应用;2004年04期
9 周兴国,陈移姣,李桂玲;潘生丁分子印迹聚合物的合成条件及特性[J];武汉大学学报(理学版);2004年06期
10 刘志航,宦双燕,沈国励,俞汝勤;以分子印迹电聚合膜为仿生受体检测辛可宁[J];高等学校化学学报;2005年06期
11 郭建辉;;“分子印迹中空纤维分离膜的制备及其在药物分离中的应用”项目通过鉴定[J];天津工业大学学报;2008年02期
12 张学炜,孙慧,董襄朝,吕宪禹;分子印迹技术及其应用研究进展[J];天津农学院学报;2002年03期
13 王永健,白姝,孙彦;分子印迹聚合物的设计合成[J];离子交换与吸附;2001年04期
14 李萍,沈迅伟,谢一兵,袁春伟;苯丙氨酸衍生物分子印迹聚合物的制备及手性拆分研究[J];分析试验室;2002年02期
15 张静,贺浪冲,傅强;士的宁分子印迹整体柱的制备[J];分析化学;2005年01期
16 谭淑珍,李革新,李再全;分子印迹技术的研究与应用[J];应用化工;2004年04期
17 周勤,袁笑一;分子印迹技术及其在环境领域的应用[J];科技通报;2005年01期
18 于萍;任月明;张密林;;处理重金属废水技术的研究进展[J];环境科学与管理;2006年07期
19 姜忠义,贾琦鹏;分子印迹技术及其应用[J];石油化工;2002年08期
20 裴广玲,成国祥;金属离子印迹聚合物微球的制备研究进展[J];热固性树脂;2002年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许振良;;分子印迹膜制备及其药物分离的应用[A];第4届全国医药行业膜分离技术应用研讨会论文集[C];2007年
2 邴乃慈;许振良;杨座国;;分子印迹膜的制备及应用进展[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
3 雷启福;钟世安;杜邵龙;彭密军;周春山;;分子印迹复合膜的合成及其拆分性能研究[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
4 盖青青;张涛;屈锋;张玉奎;;原子转移自由基聚合法制备蛋白质分子印迹磁性微球[A];全国生物医药色谱学术交流会(2010景德镇)论文集[C];2010年
5 黄丹丹;李莉;戴娇娇;陶华明;朱全红;;分子印迹在给药系统中的应用[A];2010年中国药学大会暨第十届中国药师周论文集[C];2010年
6 董佳;高晓磊;李亮晨;隋殿鹏;孙挺;;对氯苯酚分子印迹复合膜的制备及其表征[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
7 周靖;侯建国;周汉坤;干宁;;基于磁性分子印迹的电化学发光免疫分析法检测艾滋病毒[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
8 刘学;王晓春;谭峰;;电增强分子印迹固相微萃取技术及其在环境样品分析中的应用[A];中国化学会第28届学术年会第2分会场摘要集[C];2012年
9 耿立媛;寇星;王佳兴;雷建都;马光辉;苏志国;苏海佳;;悬浮聚合法制备红霉素分子印迹微球及吸附性能研究[A];中国化学会第15届反应性高分子学术讨论会论文摘要预印集[C];2010年
10 叶芝祥;何琴;李薇;;分子印迹-流动注射分子荧光法测定水中苯酚[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵川德;以凹凸棒为基质分子印迹材料的合成及应用[D];兰州大学;2011年
2 王靖宇;分子印迹膜制备及其膜色谱的应用研究[D];华东理工大学;2010年
3 贺敏强;表面分子印迹微/纳米复合材料的制备及其性能研究[D];江苏大学;2012年
4 乔凤霞;喹诺酮、嘌呤碱类分子印迹材料的制备及应用研究[D];河北大学;2008年
5 曾延波;新型表面分子印迹和识别聚合物材料的制备及其在电化学传感器的应用研究[D];华东师范大学;2013年
6 王红飞;多糖基分子印迹功能材料的研究[D];中山大学;2010年
7 宋兴良;分子印迹固相萃取材料的制备及应用研究[D];中国海洋大学;2010年
8 周文辉;分子印迹材料在海洋及食品污染物检测中的应用[D];中国海洋大学;2010年
9 荆涛;基于新型分子印迹复合材料的快速检测技术在环境医学中的应用研究[D];华中科技大学;2011年
10 王培龙;β-受体激动剂类药物分子印迹和质谱分析技术研究[D];中国农业科学院;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张中参;三聚氰胺分子印迹的制备与再识别性能研究[D];吉林大学;2011年
2 邱增英;烟酸分子印迹复合膜的制备及其性能研究[D];中南大学;2010年
3 霍佳平;分子印迹材料的制备及分析应用[D];中南大学;2010年
4 杨晓静;熊果酸分子印迹膜的制备与识别性能的研究[D];湖南大学;2009年
5 蒋复阳;绿麦隆及土霉素分子印迹膜化学传感器的研制[D];桂林理工大学;2010年
6 耿立媛;兽药分子印迹微球的制备与应用研究[D];北京化工大学;2011年
7 陈雅琼;分子印迹—碳纳米管电极的制备及其对氯霉素的选择性检测[D];大连理工大学;2012年
8 胡莉莉;用于炸药探测的纳米分子印迹生化传感器设计[D];西安工业大学;2013年
9 顾晓红;基于分子印迹分离纯化绿原酸与荧光仿生识别技术研究[D];苏州大学;2010年
10 许建雄;碳纳米管表面分子印迹聚合物制备[D];湘潭大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 吴正红;分子印迹技术:药学领域应用显身手[N];中国医药报;2005年
2 张勇周建平;分子印迹聚合物助力新型给药系统研究[N];中国医药报;2007年
3 林喆罗艳 原忠;分子印迹技术用于中药分离有据可依[N];中国医药报;2007年
4 刘元江 万芳;隐形镜片 眼科给药的新宠[N];中国医药报;2008年
5 ;利用快速检验技术提高食品安全水平[N];中国食品质量报;2006年
6 围 成;用纳米科技烹制健康美味[N];大众科技报;2004年
7 朱海升 蔡光明;依据新技术提升中药有效成分提取分离研究[N];中国医药报;2006年
8 刘铮;生物分离:生物技术产业化的关键[N];中国化工报;2002年
9 通讯员 李云振王连东;金乡探索治污与资源再利用新途径[N];济宁日报;2008年
10 王红;化腐朽为神奇的“偶然发现”[N];中国化工报;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978