[发明专利]一种三维多孔MnO2

说明书

本发明属于材料分离技术领域，具体涉及一种三维多孔MnO₂纳米线印迹膜及其制备方法与应用。本发明创造性地将MnO₂纳米线印迹聚合物与聚偏氟乙烯粉末与食盐进行混合，采用共混加热的方法在MnO₂纳米线表面直接进行印迹制备出PVDF基的三维多孔MnO₂纳米线印迹膜。制备过程中通过可溶性食盐的颗粒大小灵活调控膜三维孔径大小，增加膜的弹性的同时调控青蒿琥酯与印迹位点的识别速率，最终调节对青蒿琥酯的选择性分离效果。本发明制备方法简单，易操控，低耗能、无二次污染，符合绿色化学概念；制备的印迹膜具有高效的青蒿琥酯吸附特性，可大规模生产并应用于青蒿琥酯吸附分离领域。

技术领域

本发明属于材料分离技术领域，具体涉及一种三维多孔MnO₂纳米线印迹膜及其制备方法与应用。

背景技术

青蒿琥酯（Artesunate）是从菊科植物黄花蒿叶子中提取的青蒿素的衍生物，对疟原虫的作用比青蒿素强，对抗氯喹株也有效。在治疗各型疟疾，尤其是凶险型疟疾，如脑型恶性疟等方面发挥着强有力的作用，且具有速效和低毒的特点，因此青蒿琥酯具有极大的医学应用前景。现行的青蒿琥酯提取分离方法主要为冷浸提取、索氏提取、微波萃取等。提取工艺过于复杂、能耗大、成本高、产率低。所以寻找一种高效的提取方法具有重要的意义。

膜分离技术（MST）是一种基于混合物各组分间渗透能力差异以实现组分分离的一种简单、高效的分离技术，传统的膜分离技术无法实现对单分子及其类似物分子的分离，不能实现混合提取液中青蒿琥酯的分离提纯。分子印迹技术(MIT)被认为是一种有吸引力的模拟方法，其通过功能单体和目标分子共聚生成聚合物，然后把目标分子洗脱，最终在聚合物中可以留下在空间形状以及确定官能团上可与原来目标分子完全相匹配的“记忆”空穴，这样的空穴可以与混合物中的目标分子进行特异性结合，从而达到对目标物的分离纯化效果。基于此，分子印迹技术与膜分离技术结合的分子印迹膜(Molecular ImprintedMembrane，MIM) 的开发应用是目前的研究热点。但是，由于分子印迹聚合物（MIPs）的比表面积小且易被膜基质包埋，导致印迹识别位点与目标分子不能高效接触；存在有机溶剂污染的问题；以及膜自身伸缩变形性差等问题，不能重复利用等在一定程度上影响膜的选择性分离效果。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种三维多孔MnO₂纳米线印迹膜及其制备方法与应用，本发明所提供的三维多孔MnO₂纳米线印迹膜克服了传统分子印迹膜中分子印迹聚合物比表面积小、识别位点易被包埋以及膜自身伸缩弹性差等问题，并对青蒿琥酯具有优异的特异性吸附和分离效率。

为实现上述目的，本发明采用技术方案是：

本发明提供了一种三维多孔MnO₂纳米线印迹膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）MnO₂纳米线的制备：硫酸钾、过硫酸钾和一水合硫酸锰加入去离子水中搅拌均匀后转移至反应釜一段时间后热水洗涤得 MnO₂纳米线；

（2）MnO₂纳米线印迹聚合物的制备：取步骤（1）中制备的MnO₂纳米线分散至乙腈溶液中，加入青蒿琥酯、丙烯酰胺后低温下预聚，再加入乙二醇二甲基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈，惰性气氛下水浴中振荡反应；去除产物中多余的青蒿琥酯后乙醇洗涤至中性，得到MnO₂纳米线印迹聚合物；

（3）三维多孔MnO₂纳米线印迹膜的制备：将聚偏氟乙烯粉末、食盐和步骤（2）中制备的MnO₂纳米线印迹聚合物混合后煅烧，冷却后洗涤去除多余食盐，真空干燥后制得三维多孔MnO₂纳米线印迹膜。

步骤（1）中硫酸钾、过硫酸钾、一水合硫酸锰和去离子水的摩尔比为1 : 2 : 1 :88~118。