CN105542075B - Aao‑mip纳米管膜的制备方法 - Google Patents

Aao‑mip纳米管膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种AAO‑MIP纳米管膜的制备方法，其利用表面引发原子转移自由基聚合在多孔氧化铝阳极氧化膜上合成了莱克多巴胺MIP纳米管膜。

Description

AAO-MIP纳米管膜的制备方法
【技术领域】
本发明涉及一种纳米管膜，尤其涉及一种AAO-MIP纳米管膜的制备方法。
【背景技术】
分子印迹技术能够设计和构建对目标分子实现特异性识别的三维空穴的体系。有相关的研究显示，有相当部分的研究将莱克多巴胺(Ractopamine，RAC)的分子印迹聚合物(Molecular Imprinted Polymer，，MIP)用作吸附剂。
阳极氧化铝(AAO)膜是一种表面积极大的二维纳米点阵材料，并且有良好的吸附性能。由于拥有高度有序六边形纳米孔序列，以及孔径、厚度、形状可调的优点，AAO已经应用于制造各种各样的纳米结构的材料，比如纳米点、纳米棒、纳米线、纳米管、纳米孔阵列。利用AAO作为分子印迹的纳米反应器可以有效克服传统印迹存在的问题。六边形的AAO通道可以固化单体和模板分子的纳米反应器。制得的AAO-MIP尺寸小，具有极高的比表面积，因此，大多数的模板分子位于MIP的表面或表面附近，并有望提高结合能力、改善结合动力学，以及增加模板进入识别位点的机会。
经过一系列的吸附试验显示，MIP纳米管膜，相对于NIP纳米管膜，对莱克多巴胺及其类似药物有更高的吸附容量和更好的选择，因此，寻求 一种制备AAO-MIP纳米管膜的制备方法至关重要。
【发明内容】
本发明的目的是在于克服现有技术的不足，提供一种AAO-MIP纳米管膜的制备方法。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：
本发明为一种AAO-MIP纳米管膜的制备方法，制备步骤如下：
A、制备莱克多巴胺表面分子印迹材料；
B、选取甲基丙烯酸作为功能单体，莱克多巴胺作为模板，乙二醇二甲基丙烯酸酯作为交联剂，所述的模板、功能单体和交联剂的配比为1:6:30，将模板、功能单体和交联剂加入到二甲基亚砜的溶液中混合，进行聚合反应；
C、将模板、功能单体和交联剂在溶液中进行混合搅拌，搅拌时间为1.5～2小时，形成印迹分子和功能单体的混合溶液一；
D、将上述制得的混合溶液一通过氮气进行除氧，通氮时间为15～20分钟；
E、在通氮除氧后的混合溶液一中加入3.8～4.2μmol的l,l,4,7,7一五甲基二乙烯基三胺和1.5～2μmol的金属有机催化剂，制得混合溶液二；
F、将氧化铝膜进行ATRP引发剂表面修饰处理；
G、将上述步骤中处理完成的氧化铝膜加入至混合溶液二中，在65℃～70℃的氮气环境中进行反应，反应时间为24小时；
H、将氧化铝膜从混合溶液二中取出，依次用甲醇-乙酸和甲醇作洗脱剂冲洗氧化铝膜的纳米孔洞，其中甲醇-乙酸的体积比为9:1；
I、将冲洗后的氧化铝膜置于55℃～60℃的真空环境下进行干燥处理，制得AAO-MIP纳米管膜。
进一步地，在步骤E中所述的金属有机催化剂为溴化亚铜。
在所述F步骤中氧化铝膜的处理步骤如下：
a、在100mL的烧瓶中依次加入3mL的无水乙醇，加入0.5mL的氨丙基三甲氧基硅烷，将两者充分混合；
b、在上述步骤的混合溶液中加入0.2mL的醋酸—醋酸钠缓冲液摇匀混合，其中的醋酸—醋酸钠缓冲液的pH值为5.0；
c、取厚度为140μm、孔径为200nm的氧化铝膜浸入到上述步骤制得的溶液中；
d、在氧化铝膜浸入后，将烧瓶抽真空10min；
e、取出氧化铝膜，将其置于100℃真空环境下加热反应2小时；
f、在充分干燥的烧瓶中加入4mL的无水二氯甲烷和160μL的无水三乙胺形成混合溶液，将上一步骤中处理完成的氧化铝膜浸入到混合溶液中；
g、将带有混合溶液和氧化铝膜的烧瓶置于氮气环境中进行20min冰浴处理，并在冰浴下将烧瓶不间断地进行摇晃；
h、将冰浴后的烧瓶取出，将4mL含100μLATRP引发剂逐滴加入到烧瓶的混合溶液中，并在室温下进行反应，反应时间为12小时；
i、将反应后的氧化铝膜取出，依次用二氯甲烷溶液和丙酮溶液清洗；
j、将清洗后的氧化铝膜在真空中、40℃的环境下进行干燥，即完成氧化铝膜的ATRP引发剂表面修饰处理。
进一步地，在上述步骤h中的ATRP引发剂为2-溴代异丁酰溴的无水二氯甲烷溶液。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用表面引发原子转移自由基聚合在多孔氧化铝阳极氧化膜上合成了莱克多巴胺MIP纳米管膜。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：
【附图说明】
图1为本发明的原理机制图。
【具体实施方式】
本发明为一种AAO-MIP纳米管膜的制备方法，制备步骤如下：
A、制备莱克多巴胺(RAC)表面分子印迹材料(MIP)；
B、选取甲基丙烯酸(MAA)作为功能单体，莱克多巴胺(RAC)作为模板，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)作为交联剂，所述的模板、功能单体和交联剂的配比为1:6:30，将模板、功能单体和交联剂加入到二甲基亚砜的溶液中混合，进行聚合反应；
C、将模板、功能单体和交联剂在溶液中进行混合搅拌，搅拌时间为1.5～2小时，形成印迹分子和功能单体的混合溶液一；
D、将上述制得的混合溶液一通过氮气进行除氧，通氮时间为15～20分钟；
E、在通氮除氧后的混合溶液一中加入3.8～4.2μmol的l,l,4,7,7一五甲基二乙烯基三胺和1.5～2.5μmol的金属有机催化剂，制得混合溶液二；
F、将氧化铝(AAO)膜进行ATRP引发剂表面修饰处理；
G、将上述步骤中处理完成的氧化铝膜加入至混合溶液二中，在65℃～70℃的氮气环境中进行反应，反应时间为24小时；
H、将氧化铝膜从混合溶液二中取出，依次用甲醇-乙酸和甲醇作洗脱剂冲洗氧化铝膜的纳米孔洞，其中甲醇-乙酸的体积比为9:1；
I、将冲洗后的氧化铝膜置于55℃～60℃的真空环境下进行干燥处理，制得AAO-MIP纳米管膜。
在步骤E中所述的金属有机催化剂为溴化亚铜。
在所述F步骤中氧化铝膜的处理步骤如下：
a、在100mL的烧瓶中依次加入3mL的无水乙醇，加入0.5mL的氨丙基三甲氧基硅烷(APTMOS)，将两者充分混合；
b、在上述步骤的混合溶液中加入0.2mL的醋酸—醋酸钠缓冲液摇匀混合，其中的醋酸—醋酸钠缓冲液的pH值为5.0；
c、取厚度为140μm、孔径为200nm的氧化铝膜浸入到上述步骤制得的溶液中；
d、在氧化铝膜浸入后，将烧瓶抽真空10min；
e、取出氧化铝膜，将其置于100℃真空环境下加热反应2小时；
f、在充分干燥的烧瓶中加入4mL的无水二氯甲烷和160μL的无水三乙胺形成混合溶液，将上一步骤中处理完成的氧化铝膜浸入到混合溶液中；
g、将带有混合溶液和氧化铝膜的烧瓶置于氮气环境中进行20min冰浴处理，并在冰浴下将烧瓶不间断地进行摇晃；
h、将冰浴后的烧瓶取出，将4mL含100μLATRP引发剂逐滴加入 到烧瓶的混合溶液中，并在室温下进行反应，反应时间为12小时；
i、将反应后的氧化铝膜取出，依次用二氯甲烷溶液和丙酮溶液清洗；
j、将清洗后的氧化铝膜在真空中、40℃的环境下进行干燥，即完成氧化铝膜的ATRP引发剂表面修饰处理。
在上述步骤h中的ATRP引发剂为2-溴代异丁酰溴的无水二氯甲烷溶液。
实施例一
一种AAO-MIP纳米管膜的制备方法，制备步骤如下：
A、制备莱克多巴胺表面分子印迹材料；
B、选取甲基丙烯酸作为功能单体，莱克多巴胺作为模板，乙二醇二甲基丙烯酸酯作为交联剂，所述的模板、功能单体和交联剂的配比为1:6:30，将模板、功能单体和交联剂加入到二甲基亚砜的溶液中混合，进行聚合反应；
C、将模板、功能单体和交联剂在溶液中进行混合搅拌，搅拌时间为1.5小时，形成印迹分子和功能单体的混合溶液一；
D、将上述制得的混合溶液一通过氮气进行除氧，通氮时间为15分钟；
E、在通氮除氧后的混合溶液一中加入3.8μmol的l,l,4,7,7一五甲基二乙烯基三胺和1.5μmol的溴化亚铜，制得混合溶液二；
F、将氧化铝膜进行ATRP引发剂表面修饰处理；
G、将上述步骤中处理完成的氧化铝膜加入至混合溶液二中，在65℃ 的氮气环境中进行反应，反应时间为24小时；
H、将氧化铝膜从混合溶液二中取出，依次用甲醇-乙酸和甲醇作洗脱剂冲洗氧化铝膜的纳米孔洞，其中甲醇-乙酸的体积比为9:1；
I、将冲洗后的氧化铝膜置于55℃的真空环境下进行干燥处理，制得AAO-MIP纳米管膜。
实施例二
一种AAO-MIP纳米管膜的制备方法，制备步骤如下：
A、制备莱克多巴胺表面分子印迹材料；
B、选取甲基丙烯酸作为功能单体，莱克多巴胺作为模板，乙二醇二甲基丙烯酸酯作为交联剂，所述的模板、功能单体和交联剂的配比为1:6:30，将模板、功能单体和交联剂加入到二甲基亚砜的溶液中混合，进行聚合反应；
C、将模板、功能单体和交联剂在溶液中进行混合搅拌，搅拌时间为1.8小时，形成印迹分子和功能单体的混合溶液一；
D、将上述制得的混合溶液一通过氮气进行除氧，通氮时间为18分钟；
E、在通氮除氧后的混合溶液一中加入4μmol的l,l,4,7,7一五甲基二乙烯基三胺和2μmol的溴化亚铜，制得混合溶液二；
F、将氧化铝膜进行ATRP引发剂表面修饰处理；
G、将上述步骤中处理完成的氧化铝膜加入至混合溶液二中，在68℃的氮气环境中进行反应，反应时间为24小时；
H、将氧化铝膜从混合溶液二中取出，依次用甲醇-乙酸和甲醇作洗脱剂冲洗氧化铝膜的纳米孔洞，其中甲醇-乙酸的体积比为9:1；
I、将冲洗后的氧化铝膜置于58℃的真空环境下进行干燥处理，制得AAO-MIP纳米管膜。
实施例三
一种AAO-MIP纳米管膜的制备方法，制备步骤如下：
A、制备莱克多巴胺表面分子印迹材料；
B、选取甲基丙烯酸作为功能单体，莱克多巴胺作为模板，乙二醇二甲基丙烯酸酯作为交联剂，所述的模板、功能单体和交联剂的配比为1:6:30，将模板、功能单体和交联剂加入到二甲基亚砜的溶液中混合，进行聚合反应；
C、将模板、功能单体和交联剂在溶液中进行混合搅拌，搅拌时间为2小时，形成印迹分子和功能单体的混合溶液一；
D、将上述制得的混合溶液一通过氮气进行除氧，通氮时间为20分钟；
E、在通氮除氧后的混合溶液一中加入4.2μmol的l,l,4,7,7一五甲基二乙烯基三胺和2.5μmol的溴化亚铜，制得混合溶液二；
F、将氧化铝膜进行ATRP引发剂表面修饰处理；
G、将上述步骤中处理完成的氧化铝膜加入至混合溶液二中，在70℃的氮气环境中进行反应，反应时间为24小时；
H、将氧化铝膜从混合溶液二中取出，依次用甲醇-乙酸和甲醇作洗 脱剂冲洗氧化铝膜的纳米孔洞，其中甲醇-乙酸的体积比为9:1；
I、将冲洗后的氧化铝膜置于60℃的真空环境下进行干燥处理，制得AAO-MIP纳米管膜。
本发明提供一种AAO-MIP纳米管膜的制备方法，其利用表面引发原子转移自由基聚合在多孔氧化铝阳极氧化膜上合成了莱克多巴胺MIP纳米管膜，如图1的原理机制图所示。
尽管参照上面实施例详细说明了本发明，但是通过本公开对于本领域技术人员显而易见的是，而在不脱离所述的权利要求限定的本发明的原理及精神范围的情况下，可对本发明做出各种变化或修改。因此，本公开实施例的详细描述仅用来解释，而不是用来限制本发明，而是由权利要求的内容限定保护的范围。

Claims (4)

1.一种AAO-MIP纳米管膜的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
A、制备莱克多巴胺表面分子印迹材料；
B、选取甲基丙烯酸作为功能单体，莱克多巴胺作为模板，乙二醇二甲基丙烯酸酯作为交联剂，所述的模板、功能单体和交联剂的配比为1:6:30，将模板、功能单体和交联剂加入到二甲基亚砜的溶液中混合，进行聚合反应；
C、将模板、功能单体和交联剂在溶液中进行混合搅拌，搅拌时间为1.5～2小时，形成印迹分子和功能单体的混合溶液一；
D、将上述制得的混合溶液一通过氮气进行除氧，通氮时间为15～20分钟；
E、在通氮除氧后的混合溶液一中加入3.8～4.2μmol的l,l,4,7,7一五甲基二乙烯基三胺和1.5～2.5μmol的金属有机催化剂，制得混合溶液二；
F、将氧化铝膜进行ATRP引发剂表面修饰处理；
G、将上述步骤中处理完成的氧化铝膜加入至混合溶液二中，在65℃～70℃的氮气环境中进行反应，反应时间为24小时；
H、将氧化铝膜从混合溶液二中取出，依次用甲醇-乙酸和甲醇作洗脱剂冲洗氧化铝膜的纳米孔洞，其中甲醇-乙酸的体积比为9:1；
I、将冲洗后的氧化铝膜置于55℃～60℃的真空环境下进行干燥处理，制得AAO-MIP纳米管膜。
2.根据权利要求1所述的一种AAO-MIP纳米管膜的制备方法，其特征在于，在步骤E中所述的金属有机催化剂为溴化亚铜。
3.根据权利要求1所述的一种AAO-MIP纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述F步骤中氧化铝膜的处理步骤如下：
a、在100mL的烧瓶中依次加入3mL的无水乙醇，加入0.5mL的氨丙基三甲氧基硅烷，将两者充分混合；
b、在上述步骤的混合溶液中加入0.2mL的醋酸—醋酸钠缓冲液摇匀混合，其中的醋酸—醋酸钠缓冲液的pH值为5.0；
c、取厚度为140μm、孔径为200nm的氧化铝膜浸入到上述步骤制得的溶液中；
d、在氧化铝膜浸入后，将烧瓶抽真空10min；
e、取出氧化铝膜，将其置于100℃真空环境下加热反应2小时；
f、在充分干燥的烧瓶中加入4mL的无水二氯甲烷和160μL的无水三乙胺形成混合溶液，将上一步骤中处理完成的氧化铝膜浸入到混合溶液中；
g、将带有混合溶液和氧化铝膜的烧瓶置于氮气环境中进行20min冰浴处理，并在冰浴下将烧瓶不间断地进行摇晃；
h、将冰浴后的烧瓶取出，将4mL含100μLATRP引发剂逐滴加入到烧瓶的混合溶液中，并在室温下进行反应，反应时间为12小时；
i、将反应后的氧化铝膜取出，依次用二氯甲烷溶液和丙酮溶液清洗；
j、将清洗后的氧化铝膜在真空中、40℃的环境下进行干燥，即完成氧化铝膜的ATRP引发剂表面修饰处理。
4.根据权利要求1所述的一种AAO-MIP纳米管膜的制备方法，其特征在于，在上述步骤h中的ATRP引发剂为2-溴代异丁酰溴的无水二氯甲烷溶液。
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