一种三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料及其制备方法和应用；属于材料制备和分离技术领域；在本发明专利技术中，通过溶剂热法合成与青蒿素相匹配的缺陷型UiO

【技术实现步骤摘要】
一种三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于材料制备和分离
，具体涉及一种三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，主要采用乙醚浸提法和溶剂汽油浸提法来从青蒿中提取青蒿素。其中，挥发油主要采用水蒸汽蒸馏提取，减压蒸馏分离，其工艺为：投料
‑‑‑
加水
‑‑‑
蒸馏
‑‑‑
冷却
‑‑‑
油水分离
‑‑‑
精油；非挥发性成分主要采用有机溶剂提取，柱层析及重结晶分离，基本工艺为：干燥
‑‑‑
破碎
‑‑‑
浸泡、萃取（反复进行）
‑‑‑
浓缩提取液
‑‑‑
粗品
‑‑‑
精制等步骤。然而上述方法操作步骤繁琐，需要花费大量人力物力，萃取物质会对环境造成污染，分离青蒿素的效率低。
[0003]分子印迹技术（MIT）是结合了分子识别、化学合成、分析化学和生物化学等多科领域优势而产生和发展的具有高效选择性分离的一项新兴技术。其基本原理是在选取的目标分子与功能单体之间产生相互作用的条件下，结合交联剂和引发剂，通过化学反应在相应聚合物单体溶剂中发生印迹聚合反应，形成与目标分子尺寸大小完全相同的识别位点，经过目标分子的洗脱过程之后，形成具有特异性选择和分离的分子印迹聚合物（MIPs）。尽管可以通过分子印迹技术才吸附分离青蒿素，但是青蒿素活性基团单一，在印迹过程中无法很好的进行印迹聚合，最终印迹效果不尽人意。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料及其制备方法和应用。本专利技术中，通过溶剂热法合成与青蒿素相匹配的缺陷型UiO
‑
66，并利用简便的盐模板热塑技术构建了一种三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料，所述三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料具有复杂的三维通道，能够对青蒿素进行选择性吸附分离。
[0005]本专利技术中首先提供了一种三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料，记为缺陷型UiO
‑
66@PVDF
‑
HFP复合泡沫，所述选择性吸附填料为三维大孔结构，为海绵状圆柱体结构；所述三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料调节不同的孔道尺寸，形成串联吸附结构。
[0006]本专利技术中还提供了上述三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料的制备方法，具体包括如下步骤：（1）缺陷型UiO
‑
66的制备及活化：将ZrCl4、对苯二甲酸、乙酸和青蒿素溶于N，N
‑
二甲基甲酰胺中，超声搅拌至完全溶解，然后进行热反应，反应结束后冷却、离心、洗涤、干燥，得到未活化的缺陷型UiO
‑
66，然后向未活化的缺陷型UiO
‑
66中加入甲醇，超声分散，搅拌、离心、干燥，得到活化后的缺陷型
UiO
‑
66；（2）固定孔道尺寸的PVDF
‑
HFP泡沫的制备：将NaCl粉末与PVDF
‑
HFP粉末混合，混合均匀后加热反应，自然冷却，接着用热的去离子水反复浸泡，洗涤，干燥，最终得到孔道尺寸固定的PVDF泡沫，备用；（3）三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料：将活化后的缺陷型UiO
‑
66在水中超声分散均匀，得到UiO
‑
66分散液，备用；将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐加入到去离子水中，然后调节pH，然后加入多巴胺搅拌均匀，加入PVDF泡沫，浸泡一段时间后取出，然后向其中注射缺陷型UiO
‑
66分散液，得到所述三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料。
[0007]进一步的，步骤（1）中，ZrCl4、对苯二甲酸、乙酸、青蒿素和N，N
‑
二甲基甲酰胺的用量比为1.0 mmol：1.0 mmol：0.06 mol：10
‑
15 mmol：30
‑
50 mL。
[0008]进一步的，步骤（1）中，热反应的条件为110~150℃下反应24h。
[0009]进一步的，步骤（2）中，NaCl粉末与PVDF
‑
HFP粉末的质量比为5~12:1；其中，所述NaCl粉末放入球磨机充分研磨，球磨机转速为100rpm
‑
500rpm，球磨时间为10 h
‑
50 h，球料比为5：1~10。
[0010]进一步的，步骤（2）中，NaCl粉末与PVDF
‑
HFP粉末的质量比为9:1。
[0011]进一步的，步骤（2）中，所述加热反应的温度为90℃，反应时间为12~18h。
[0012]进一步的，步骤（2）中，所述浸泡时间为30~60min。
[0013]进一步的，步骤（3）中，三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、去离子水和多巴胺的用量比为0.1211g:1000mL:0.2g；所述调节pH为使pH值为8
‑
8.5。
[0014]进一步的，本专利技术中所述三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料在吸附青蒿素中的应用。
[0015]进一步的，所述应用为将三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料通过分离装置选择性分离提取植物中的青蒿素。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术中，通过溶剂热法合成与青蒿素相匹配的缺陷型UiO
‑
66，然后再加入PVDF、盐通过熔融，获得PVDF负载缺陷型UiO
‑
66泡沫，形成了复杂的三维通道，与缺陷型UiO
‑
66粉末相比，在液相中表现出更高的容量和更快的吸收速率，并且可回收和重复使用多次，结合其容易处理和存储，相比缺陷型UiO
‑
66粉末吸附应用更方便有效。
[0017]（2）UiO
‑
66是一种以金属锆Zr(IV)为金属簇中心，对苯二甲酸为有机配体构筑的含有Zr6O4(OH)4次级结构单元的金属有机框架，具有超高的热稳定性和化学稳定性。本专利技术中，通过修饰苯二甲酸对UiO
‑
66D孔洞框架功能化，利用分子印迹技术在表面引入大量识别位点，将实现对目标物的选择性吸附分离。并且，本专利技术中还在基底表面形成具有多级孔结构的UiO
‑
66D晶体膜将赋予MOFs晶体膜更优异的特异性吸附分离性能。
[0018]（3）本专利技术中制备得到的三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料为三维大孔结构，复杂的三维通道能增加青蒿素溶液通过时的停留时间，孔道周边缺陷型UiO
‑
66对溶液中的青蒿素进行选择性吸附分离。本专利技术中还构建机械强度高、结合强度大的生物质基印迹膜材料，提高目标物与印迹位点接触率。该方法整个制备过程简单方便，为吸附青蒿素
体系的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料的制备方法，其特征在于，包括：（1）缺陷型UiO
‑
66的制备及活化：将ZrCl4、对苯二甲酸、乙酸和青蒿素溶于N，N
‑
二甲基甲酰胺中，超声搅拌至完全溶解，然后进行热反应，反应结束后冷却、离心、洗涤、干燥，得到未活化的缺陷型UiO
‑
66，然后向未活化的缺陷型UiO
‑
66中加入甲醇，超声分散，搅拌、离心、干燥，得到活化后的缺陷型UiO
‑
66；（2）固定孔道尺寸的PVDF
‑
HFP泡沫的制备：将NaCl粉末与PVDF
‑
HFP粉末混合，混合均匀后加热反应，自然冷却，接着用热的去离子水浸泡，洗涤，干燥，最终得到孔道尺寸固定的PVDF泡沫，备用；（3）三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料：将活化后的缺陷型UiO
‑
66在水中超声分散均匀，得到UiO
‑
66分散液，备用；将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐加入到去离子水中，然后调节pH，然后加入多巴胺搅拌均匀，加入PVDF泡沫，浸泡一段时间后取出，然后向其中注射缺陷型UiO
‑
66分散液，得到所述三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料。2.根据权利要求1所述三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸附填料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，ZrCl4、对苯二甲酸、乙酸、青蒿素和N，N
‑
二甲基甲酰胺的用量比为1.0 mmol：1.0 mmol：0.06 mol：10
‑
15 mmol：30
‑
50 mL。3.根据权利要求1所述三维类“丝瓜”状柔性串联式选择性吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴敬宜，王粟廒，李毅，孟敏佳，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：