三維有序大孔分子印跡聚合物的制備及其性能研究.pdf

1、三維有序大孔材料由于孔徑的有序性、大的孔徑結(jié)構(gòu)和比表面積以及良好的光學(xué)性質(zhì)，在催化、吸附、分離、傳感器、光子晶體等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用。分子印跡技術(shù)是針對(duì)特定分子制備對(duì)其具有特異識(shí)別聚合物的技術(shù)，目前在色譜分離、固相萃取、生物傳感檢測等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。本文通過分子印跡技術(shù)和三維有序大孔材料制備技術(shù)制備具有有序孔結(jié)構(gòu)的分子印跡聚合物材料，該類材料可克服傳統(tǒng)分子印跡聚合物吸附動(dòng)力學(xué)較慢，吸附效率不高的缺陷，因而具有較好的研究應(yīng)用價(jià)值。該論

2、文的研究內(nèi)容主要包括如下三個(gè)部分。
　　第一部分:分別以無皂乳液聚合法和St(O)ber法制備得到單分散聚苯乙烯和二氧化硅微球，并以其作為膠晶粒子，采用垂直沉積法和蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝法分別制備了具有蛋白石結(jié)構(gòu)的膠晶膜與膠晶微球，并對(duì)它們的制備條件如分散溶劑、膠晶粒子濃度、組裝溫度，水油比、攪拌速度等進(jìn)行探討。結(jié)果表明，使用無水乙醇作為分散劑，膠晶粒子濃度為8mg/mL，自組裝溫度為45℃時(shí)，聚苯乙烯膠晶粒子可形成高度有序的膠晶薄膜，膠

3、晶膜層與層之間呈有序面心六方堆積結(jié)構(gòu)，并表現(xiàn)出明顯的Bragg衍射特征，而二氧化硅膠晶薄膜缺陷較多，層與層之間規(guī)則性較差。在制備膠晶微球時(shí)，優(yōu)化SiO2膠體粒子的濃度為10％、水/硅油兩相體積比為1∶10、攪拌速度為300 rpm時(shí)，制備得到的膠晶微球單分散性好，且呈有序的面心六方堆積結(jié)構(gòu)，而聚苯乙烯膠晶粒子制備得到的膠晶微球大小不規(guī)則，且微球容易粘結(jié)。
　　第二部分:以辛可寧分子為印跡分子，聚苯乙烯膠晶膜作為模板，甲基丙烯酸、乙

4、二醇二甲基丙烯酸酯、過氧化苯甲酰和N'N-二甲基苯胺作為印跡前驅(qū)液體系，通過膠晶模板法和分子印跡技術(shù)制備得到反蛋白石結(jié)構(gòu)的辛可寧分子印跡聚合物光子晶體(MIPCs)膜，該MIPCs薄膜具有三維有序面心立方大孔點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。吸附實(shí)驗(yàn)表明，與傳統(tǒng)的本體分子印跡聚合物膜相比，MIPCs薄膜對(duì)目標(biāo)分子具有更快的吸附動(dòng)力學(xué)、更優(yōu)的結(jié)合能力和專一識(shí)別性。通過Bragg衍射峰遷移的測定，顯示MIPCs薄膜對(duì)模板分子具有良好的特異響應(yīng)性，其在0-10-3

5、mol/L的辛可寧溶液中，MIPCs薄膜的布拉格衍射峰從527 nm藍(lán)移至503 nm，而在結(jié)構(gòu)類似物的溶液中，MIPCs膜的布拉格衍射峰并沒有明顯遷移。
　　第三部分:以牛血清白蛋白(BSA)為分子印跡，SiO2膠晶微球作為模板，丙烯酰胺、N，N-亞甲基丙烯酰胺、過硫酸銨作為印跡前驅(qū)液，制備得到具有反蛋白結(jié)構(gòu)的分子印跡光子晶體微球。研究了分子印跡前驅(qū)液的單體配比以及膠晶微球的制備條件，并對(duì)合成的BSAMIPCs微球進(jìn)行了紅外光譜

6、和掃描電鏡表征以及吸附性能表征。結(jié)果表明，該印跡微球具有三維有序大孔結(jié)構(gòu)，吸附實(shí)驗(yàn)表明，該BSA MIPCs微球不僅對(duì)牛血清白蛋白具有較好的專一識(shí)別能力，與傳統(tǒng)的本體印跡聚合物相比，顯示出較快的吸附動(dòng)力學(xué)和吸附容量。
　　本研究分別以PS和SiO2為膠晶模板，辛可寧和牛血清白蛋白為模板分子，建立了膜狀以及球形兩種不同形態(tài)的MIPCs的制備方法，相比傳統(tǒng)印跡聚合物，三維有序大孔分子印跡聚合物改善了分子識(shí)別動(dòng)力學(xué)行為，提高了分子識(shí)別效