应用超临界CO2技术制备尿嘧啶分子印迹P(AN-co-MAA)共聚物膜

应用超临界CO2技术制备尿嘧啶分子印迹P(AN-co-MAA)共聚物膜

论文摘要

分子印迹技术能有效的将分子形状和功能等分子信息储存在聚合物中。印迹分子与功能单体(通常为小分子化合物)及交联剂混合使之相互作用并聚合,用适当的方法去除印迹分子,留下的孔穴记忆了印迹分子的形状、大小、电荷分布等信息,因而具有选择性识别印迹分子的功能。将分子印迹技术与膜制备技术结合应用能制备出具有识别功能的高分子膜。 超临界流体作为一种环境友好溶剂受到了广泛的关注。超临界流体是对比温度和对比压力同时大于1的流体。它具有一些特殊的性质,如密度和溶剂化能力接近液体、粘度和扩散能力接近气体、温度和压力的微小改变能导致其溶解能力、扩散性以及介电常数等性质的巨变等。由于它对一些小分子特殊的溶解能力和对某些聚合物特殊的溶胀能力,故多被作为一种“绿色溶剂”来应用于一些聚合物材料的制备与改性领域中。近年来,超临界流体技术在聚合物分离膜的制备及改性方面的应用得到了广泛的关注。其中超临界流体技术在制备微球,孔泡沫等微孔结构方面上有独特的优势。在常用的膜制备方法——相转换法中,可以用超临界二氧化碳(SCCO2)作为非溶剂来制备微孔膜。 本研究利用高分子设计方法,以尿嘧啶(URA)为模板分子,以含有丙烯腈(AN)成膜基和甲基丙烯酸(MAA)功能单体的共聚物作为膜材料,利用超临界二氧化碳作为非溶剂,将相转化法和分子印迹技术相结合,制备了具有识别模板分子尿嘧啶功能的分子印迹膜。实验中通过调节超临界二氧化碳的压力和温度可以控制模板分子尿嘧啶在超临界二氧化碳中的溶解度,从而使更多的模板分子结合到膜中,形成更多的有效识别位点,从而提高膜的识别能力。并采用FI-IR分析了膜材料和模板分子之间的相互作用情况,通过SEM及AFM观察了膜的断面和表面结构形态,通过振荡吸收试验考察了所制备的尿嘧啶分子印迹膜对模板分子尿嘧啶的选择吸收性能。

论文目录

  • 引言
  • 第一章 课题研究背景、研究目的及设计思路
  • 1.1 研究背景
  • 1.1.1 膜分离简介
  • 1.1.2 分子印迹技术
  • 1.1.3 超临界流体在膜制备中的应用
  • 1.2 研究目的
  • 1.3 设计思路
  • 1.3.1 模板分子的选择
  • 1.3.2 膜材料的选择
  • 1.3.3 非溶剂的选择
  • 1.3.4 制膜方法的选择
  • 2制备尿嘧啶分子印迹P(AN-co-MAA)共聚物膜'>第二章 用超临界CO2制备尿嘧啶分子印迹P(AN-co-MAA)共聚物膜
  • 2.1 实验部分
  • 2.1.1 实验试剂与仪器
  • 2.1.2 P(AN-co-MAA)共聚物膜材料的合成
  • 2.1.3 溶剂/非溶剂及尿嘧啶溶液/非溶剂体系的相容性实验
  • 2.1.4 尿嘧啶分子印迹P(AN-co-MAA)共聚物膜的制备
  • 2.1.5 膜的形态表征
  • 2.1.6 膜的性能评价
  • 2.2 结果与讨论
  • 2.2.1 溶剂/非溶剂及尿嘧啶溶液/非溶剂体系的相容性的考察
  • 2.2.2 尿嘧啶分子印迹膜的结构表征
  • 2.2.3 压力因素对膜的结构的影响
  • 2.2.4 比表面积分析
  • 2.2.5 分子印迹膜的膜强度评价
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 尿嘧啶分子印迹 P(AN-co-MAA)共聚物膜的识别性能的评价
  • 3.1 实验部分
  • 3.1.1 实验试剂与仪器
  • 3.1.2 膜的红外光谱测定
  • 3.1.3 振荡吸收实验
  • 3.2 结果与讨论
  • 3.2.1 膜材料与模板分子之间氢键相互作用的确认
  • 3.2.2 膜的吸收和识别性能评价
  • 3.3 本章小结
  • 第四章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附:在读期间发表论文
  • 相关论文文献

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