[发明专利]一种三维大孔PVDF基抗污型分子印迹膜的制备方法及应用

说明书

本发明属功能材料制备技术领域，具体涉及一种三维大孔PVDF基抗污型分子印迹膜的制备方法及应用；制备步骤为：将聚偏氟乙烯与β‑环糊精和多巴胺相结合，利用高温熔融制膜过程实现一锅法构建三维大孔PVDF基抗污型复合膜，以宏观“类点阵”分布的聚多巴胺为次级反应平台，结合“巯基‑烯”点击反应制得三维大孔PVDF基抗污型分子印迹膜；本发明制备的三维大孔PVDF基抗污型分子印迹膜有效解决了现有抗污型分子印迹膜制备过程繁琐、抗污效果不佳、抗污性与选择性相互制约等不足，并对环丙沙星具有良好的特异性识别和分离性能。

技术领域

本发明属于功能材料制备技术领域，具体涉及一种三维大孔PVDF基抗污型分子印迹膜的制备方法及应用。

背景技术

环丙沙星作为一种代表性的人工合成氟喹诺酮类抗生素，被广泛用于骨骼感染、关节感染、腹部感染、感染性肠胃炎、呼吸道感染、皮肤感染、伤寒及泌尿感染等人和动物疾病的治疗。但其在医疗、畜牧、养殖等行业的广泛使用导致大量含有环丙沙星污水的产生。环丙沙星直接或间接进入水体后依然存在生物活性，即使含量仅在痕量水平，对生态环境和人类健康也仍然存在危害。目前，污水中环丙沙星的去除方法主要包含生物处理法、高级氧化法和物理分离法等，但往往具有处理周期长、能耗高、粉体不易回收、易产生二次污染等不足。此外，污水中环丙沙星对微生物的毒害作用还将减弱其它污染物的处理效果。因此，在其他污染物处理环节之前建立直接作用于污水中环丙沙星高效选择性去除的技术十分必要。

分子印迹膜是耦合膜分离技术和分子印迹技术得到的一类特异性分离膜。将基于分子印迹技术构建的分子印迹位点整合到膜表面及孔道内壁，利用位点的特异性识别作用实现对目标物分子的特异性吸附，从而实现混合体系中特定目标物的选择性分离、去除、富集或纯化。目前，分子印迹膜逐渐在高级水处理、生物组分提取、化学精细分离等领域不断表现出巨大的优越性。就实际污水中的应用而言，无机盐、有机污染物、微生物、蛋白质等复杂组分极易对分子印迹膜造成污染，同时也是分子印迹膜在污水中应用所面临的最大挑战。一般来说，一部分污染物会引起膜孔堵塞，导致膜通量的下降，降低其分离效率；而另一部分污染物在膜表面及孔道中的积聚还会对分子印迹膜上的特异性识别位点产生包覆作用，减弱其的特异性分离性能。因此，提升分子印迹膜的抗污性能是提升其综合性能、延长其在污水中使用寿命的必要手段。

虽然面向分子印迹膜抗污性的研究已有报道，但分子印迹膜的抗污性设计往往伴随着制备过程繁琐、抗污效果不佳、抗污性与选择性相互制约等不足。出于此种考虑，设计开发兼顾优异抗污性和选择性的分子印迹膜将有望进一步提升分子印迹膜的综合特性，拓展其应用范围。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷，弥补现有抗污型分子印迹膜制备过程繁琐、抗污效果不佳、抗污性与选择性相互制约等不足，利用简单易操作的制备过程制得兼顾抗污性和目标选择性的分子印迹膜。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种三维大孔PVDF基抗污型分子印迹膜的制备方法，包括以下步骤：

S1.PVDF/环糊精/聚多巴胺复合膜的制备：将PVDF粉末、β-环糊精粉末、多巴胺粉末和氯化钠粉末置于敞口容器中均匀混合，得到的混合物经加热一定时间后，自然冷却到室温，然后将熔融固化后的混合物取出并在热水中浸泡清洗一定时间，干燥后得到PVDF/环糊精/聚多巴胺复合膜；

S2.表面乙烯化改性复合膜的制备：配置乙醇和水的混合溶液，向其中浸入S1制备的PVDF/环糊精/聚多巴胺复合膜，随后向体系中加入一定量的3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷得到混合物，对混合物进行加热回流，再经乙醇清洗、干燥得到表面乙烯化改性复合膜；