電紡絲技術(shù)制備分子印跡膜的研究開題報告

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1、開題報告電紡絲技術(shù)制備分子印跡膜的研究一、選題的背景、意義電紡絲技術(shù)是通過高壓靜電來制備連續(xù)的聚合物納米纖維的重要方法。它是將高分子、納米微粒/聚合物溶液或熔融體在幾千至幾萬伏的高壓靜電場作用下產(chǎn)生正電荷,帶電荷的高分子或納米微粒/聚合物溶液或熔體首先在噴射孔處形成Taylor圓錐形液滴,在高壓電場所產(chǎn)生的拉伸力克服了液滴的表面張力后,該帶電液滴形成噴射流,由于電場的作用以及自生電荷的相互排斥而發(fā)生劈裂,該噴射流進一步被拉伸,然后由于溶劑揮發(fā)或熔體冷卻而固化,最后以無紡布狀的形式形成纖維狀納米材料。靜電紡絲法是一種利用聚合物溶液或熔體在強電場中進行噴射紡絲的加工技術(shù)，是獲得納米尺寸

2、長纖維的有效方法之一。目前電紡絲技術(shù)逐漸轉(zhuǎn)移到無機,有機納米復(fù)合纖維的制備方面。電紡絲是繼拉絲、模板合成、相分離和自組裝后，最有希望用多種材料高速高效地生產(chǎn)長距納米纖維的一項技術(shù)。[1]電紡絲技術(shù)是一項生產(chǎn)納米纖維的快速、簡便、易操作、靈活且形式多樣的技術(shù)，用電紡絲技術(shù)生產(chǎn)的超細纖維織品，更具有比表面大，孔隙率高，纖維徑細、質(zhì)輕、形貌均一等優(yōu)點。不單如此，電紡絲還可將兩種或兩種以上的材料以不同的方式復(fù)合到同根纖維中，使得纖維在納米級別的基礎(chǔ)上又添加了多種新的功能。由于這種優(yōu)點，電紡絲越來越受到人們的好評和關(guān)注，并開始在多個領(lǐng)域中大顯身手。[2]分子印跡技術(shù)(Molecularimp

3、rintingtechnique,MIT)是近年來迅速發(fā)展起來的一種對特定目標分子具有選擇性結(jié)合能力的聚合物的制備技術(shù)。分子印跡聚合物(MIP)的識別能力來源于移去模板分子后留下的形狀、大小和識別位點均與模板分子相匹配的孔穴。[3]分子印跡膜的最大特點就是對模板分子的識別具有可預(yù)見性，對于特定物質(zhì)的分離極具針對性。其中分子印跡復(fù)合膜又將膜分離的可連續(xù)化操作特點與分子印跡技術(shù)進行了結(jié)合，是最有應(yīng)用前景的一種膜技術(shù)。但目前這一技術(shù)還處于實驗室階段，距離工業(yè)應(yīng)用還有很大一段距離。[4-7]二．相關(guān)研究的最新成果及動態(tài)1.最新成果(1)2003年，Yang研究小組首次獲得較細的聚丙烯腈（P

4、AN）納米纖維后，通過液相原位化學(xué)還原法先制備Ag納米粒子，形成了相應(yīng)的PAN溶膠，又利用靜電紡絲技術(shù)制備了Ag/PAN復(fù)合纖維，并且發(fā)現(xiàn)Ag納米粒子的晶體結(jié)構(gòu)在高壓電場下能保持穩(wěn)定，為此類研究材料的制備提供了較好的基礎(chǔ)。(2)Yang等人提出在水溶液中，在用檸檬酸鈉還原法制備穩(wěn)定的Au納米粒子的基礎(chǔ)上，電紡獲得Au/PVP復(fù)合納米纖維。(3)2003年，Yang研究小組首次獲得較細的聚丙烯腈（PAN）納米纖維。2005年，Kim等人率先采用兩相溶液還原法制得穩(wěn)定的Au納米粒子，然后與聚環(huán)氧乙烯（PEO）混合，電紡后首次獲得了含有Au納米粒子的Au/PEO復(fù)合納米纖維。(4)You

5、k研究小組制備了Ag/PAN復(fù)合納米纖維、Ag/PVP復(fù)合納米纖維及Ag/PVP-PVA復(fù)合纖維，對這類含有銀納米粒子的聚合物納米纖維制備條件進行了初步探索。(5)Han等人運用電紡絲技術(shù)制備含有Au鹽的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）納米纖維膜；然后將其投入硼氫化鈉水溶液內(nèi)，Au鹽迅速被還原成Au納米粒子，首次制得了表面鍍有Au膜的PMMA。[8-10](6)2005年，XiuLingXu等用水－油兩相（W/O）的乳液成功電紡生產(chǎn)了含有水溶性抗癌藥物，鹽酸阿霉素的超細纖維。(7)Reneker等把帶電液體噴頭處理為相互聯(lián)系的粘彈性啞鈴,解釋擾屈不穩(wěn)定形式,Maxwell線性方程計算液

6、滴的三維運行軌道,與實驗一致。(8)Craighead等采用微流體毛細管微型硅材料電紡絲直接加工微型功能化的芯片。(9)Tepper在芯片溝槽中制備單絲,結(jié)合軟刻蝕技術(shù)可制備微觀結(jié)構(gòu)化納米圖形,為下一代芯片提供新的契機(10)楊座國等從Piletsky提出的“門”模型出發(fā)，提出了針對Piletsky“門”模型的分子印跡復(fù)合中空纖維膜傳質(zhì)的數(shù)學(xué)模型。2.動態(tài)(1)結(jié)合新型材料的特性,發(fā)揮不同材料的優(yōu)點以解決分子印跡技術(shù)存在的問題是今后分子印跡發(fā)展的趨勢之一。[9-15]一、課題的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法（技術(shù)路線）、難點及預(yù)期達到的目標1.研究內(nèi)容：電紡絲技術(shù)制備分子印跡膜的研究2

7、.研究方法（技術(shù)路線）：本課題準備通過以色素分子（如羅丹明B）為模板分子，與所篩選的功能單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、聚合物載體構(gòu)成紡絲液，采用電紡絲技術(shù)在優(yōu)化實驗條件下制備分子印跡膜材料，建立一套較完善的電紡絲納米纖維分子印跡膜制備新技術(shù)。然后利用靜態(tài)吸附和動力學(xué)吸附實驗考察納米纖維分子印跡膜材料選擇性分子識別能力和吸附動力學(xué)行為。3.難點：(1)因為屬于新興科技，其研究并沒有十分完善，在尋找資料和評判自己實驗結(jié)果的正確與否時須進行多資料的綜合考慮。(2)對分子印跡膜的形態(tài)