[发明专利]一种用于选择性分离四环素的生物质基分子印迹复合膜的制备方法

说明书

本发明属于功能材料制备技术领域，具体涉及一种用于选择性分离四环素的分子印迹复合膜的制备方法；步骤为：以醋酸纤维素与壳聚糖制备基底膜，生物质纳米活性炭为掺杂材料，以四环素为模板、丙烯酰胺与甲基丙烯酸为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂、偶氮二异丁腈为引发剂，结合纳米材料掺杂技术、分子印迹聚合技术，制备四环素分子印迹复合膜；本发明基于生物质材料合成策略，结合生物质纳米活性炭的掺杂以及双功能单体的协同作用，所制备的材料具有通量高、选择性吸附能力强的优点，使其对复杂混合体系中四环素的分离效率大幅提高；此外，由于分子印迹膜的基膜原料是生物质且可再生的材料，因此具有良好的可生物降解性。

技术领域

本发明属于功能材料制备技术领域，具体涉及一种用于选择性分离四环素的分子印迹复合膜的制备方法。

背景技术

四环素因其价格低廉、广谱抗菌等特点，已成为世界上使用最广泛、用量最大的抗生素种类之一。不但是常用的人类抗生素药物，而且也作为畜牧养殖行业的生长促进剂和农业添加剂，被广泛应用于农牧业当中。我国是四环素类抗生素生产、使用和销售大国,四环素类抗生素在我国畜禽业抗生素中使用量也是最大。四环素类抗生素主要通过畜禽及水产养殖、医疗及工业排放等下途径进入环境。四环素经人畜使用后，不能被完全吸收，一部分被人体或动物体代谢为低活性的化合物，另一部分(30-90％)以原药或是活性代谢产物的形式经由尿液、排泄物、粪便释放，并通过雨水的冲刷水循环进入到地表水、地下水、湖泊、沉积物等环境中。进入环境中的四环素，随着食物链和食物网不断富集，进而危害生态环境和人体健康，寻求一种高效、简单的分离富集方法成为人们研究的重点。目前常见的分离富集方法主要包括萃取法、沉淀法、色谱法及膜分离法等。其中，膜分离技术是近年来受到较多关注的一种分离技术，具有无相变、低能耗、工艺简单、分离效率高、易于连续化、可回收有用物料及膜材料可重复使用等优点。膜分离法因而被认为是一种理想的电镀废水处理方法。

分子印迹膜是近年来基于膜分离技术及分子印迹技术发展而来一类分离膜材料，因具有选择性高、制备成本低、可针对性制备等优点而被广泛关注。其以膜材料为载体，基于分子印迹聚合过程在膜表面及孔道内合成厚度均匀、分散性好的分子印迹聚合物。在分离过程中，当含有目标分子的混合物通过分子印迹膜时，目标分子能够被印迹膜表面的特异性识别位点快速吸附捕获，非目标分子在化学位差为推动力的作用下通过孔道扩散到膜的另一侧，从而达到分离或纯化目标分子的目的。

现有分子印迹膜的大多选用聚偏氟乙烯、聚砜等难以生物降解的聚合物高分子材料为基底，虽然具有化学稳定性高、可修饰性强等优良特性，但由于其孔隙率低、亲水性差且难以生物降解，不但影响膜材料物质渗透分离的效率，而且被抛弃在环境中容易造成二次污染。以纤维素与壳聚糖为原料制备载体膜，不得可以等到良好的亲水性效果及膜通量，同时由于纤维素及壳聚糖都为生物质材料，具有良好可生物降解性能。本发明申请中，以纤维素和壳聚糖为基底膜制备材料，基于双功能单体法，结合表面修饰改性、纳米复合及分子印迹技术，制备了对四环素具有高效选择性识别及分离能力的四环素分子印迹复合膜。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷，解决了传统分子印迹膜选择性低、亲水性差、不可生物降解等问题，使得对目标分子(四环素)的选择性分离效率大幅提升，且分子印迹膜本身为可生物降解材料，不会对环境造成二次污染。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种用于选择性分离四环素分子的印迹复合膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、改性生物质活性炭纳米颗粒(k-ACNPs)的制备：

首先配置乙醇和水的混合溶液，然后加入生物质活性炭纳米颗粒(ACNPs)和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(kh570)，进行加热回流，反应结束后，取出产物用乙醇和去离子水对产物进行多次洗涤，经离心分离、真空干燥后获得k-ACNPs；

S2、纳米活性炭掺杂纤维素与壳聚糖杂化(k-AC@CA/CS)基底膜的制备：