[发明专利]一种形状记忆印迹凝胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种形状记忆印迹凝胶的制备方法，属吸附材料制备技术领域。采用皮克林乳液法，以纳米二氧化硅为稳定粒子分散液作为水相，以甲基丙烯酸十八酯为油相，利用硼亲和作用，将制备的水溶性苯硼酸作为功能单体与河豚毒素聚合后引入乳液，最后利用紫外光引发聚合得到凝胶，洗脱模板分子后得到形状记忆印迹凝胶。将其应用于水溶液中河豚毒素的吸附分离，制得的形状记忆印迹凝胶具有良好的吸附分离性能，对河豚毒素有着显著的吸附分离效果。制得的印迹凝胶进入水体后能溶胀并与水体充分接触，形成的凝胶结构良好，不易分散，吸附完成后通过烘干能恢复原状，具有一定的形状记忆功能，便于TTX的富集且能重复使用和回收。

技术领域

本发明属于吸附材料制备技术领域，特别涉及一种利用皮克林乳液法制备具有形状记忆印迹凝胶的方法。

背景技术

形状记忆材料(Shape memory materials)，是指形变后通过热、光、电等物理或化学刺激处理又恢复成初始形状的材料。常见的形状记忆材料有聚氨酯泡沫和环氧树脂，通常将它们应用于吸附分离领域，具有分离吸附操作简单易回收且孔径大、动力学性能佳等优点。柔性材料(Flexible material，FM)，是指骨架结构在外界刺激(如压力、温度、客体分子等)下可伸缩、弯曲、扭转且保持完整的材料。常见的柔性材料有聚氨酯泡沫、聚丙烯纤维和凝胶等。柔性材料不易破损且可重复的优点受到广大科研者的青睐。其中，柔性凝胶的制备及其吸附分离应用已有广泛研究。段宏伟教授制备石墨烯凝胶用于吸附分离污水中的重金属离子。王海涛教授创造性地通过HIPEs制备聚丙烯酸凝胶，并成功用于铜离子的吸附回收。以上工作通用的思路是：构建水包油高内相乳液体系，在水相中加入聚合单体和交联剂，经热引发聚合得到柔性柱状聚合物。但这一思路有一个共同的缺陷，即孔道易坍塌，从而降低扩散效率，弱化分离动力学性能。

河豚毒素(Tetrodotoxin,简称TTX)是豚毒鱼类及其它生物体内含有的一种氨基全氢喹唑啉型生物碱。大量研究结果揭示，微量的TTX制剂在临床上可作为一种高效的局麻镇痛剂还具有显著增强抗心律失常和肾功能衰竭作用，潜在着巨大的医药开发价值。而河豚鱼产量高，其产生的屠宰废水流入水域不仅带来了环境的破坏并造成一定的威胁，且河豚毒素的丢弃也造成资源的浪费。利用吸附这种简便、易操作的分离提取方法，可将河豚毒素从复杂混合物中有效分离出来。

分子印迹技术是指制备对某一特定目标分子具有特异选择性的聚合物即分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymers，MIPs)的一种技术，现阶段在萃取/分离、化学/生物传感和人工抗体等方面应用广泛，将形状记忆凝胶材料引入分子印迹技术能有效对目标物进行特异性吸附，使吸附效率更高。但现有技术中将分子印迹技术用于吸附分离还存在一定的局限，分子印迹聚合物的制备方法存在着一定的局限性，可以供研究所选择的功能单体和交联剂种类少，不能满足实际应用的需要，各种不同类型的功能单体和交联剂的合成亟待进一步研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种形状记忆印迹凝胶的制备方法，以提高产品的吸附分离性能。为解决上述问题，本发明以纳米二氧化硅为稳定粒子，利用皮克林高内向乳液模板法与硼亲和作用，采用自组装表面分子印迹技术，制备出高选择性、高吸附容量、良好动力学性能且有形状记忆功能的印迹凝胶聚合物，并用于溶液中河豚毒素的选择性识别和分离，该印迹凝胶聚合物具有较高的选择吸附性，且能克服纳米二氧化硅粒子不易收集回收的不足。

本发明采用的技术方案是：

纳米二氧化硅纳米粒子稳定的Pickering乳液聚合制备形状记忆印迹凝胶的方法，按照下述步骤进行：

(1)苯硼酸功能单体的制备