碳納米管表面新型印跡材料的制備及其應(yīng)用.pdf

1、碳納米管(CNTs)由于其獨特的性能和極大的比表面積，在分子印跡領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景。本論文通過對碳納米管表面進行修飾，成功研制一系列碳納米管表面印跡材料，并在天然產(chǎn)物提取，蛋白質(zhì)分離純化，食品添加劑富集檢測等方面進行研究。結(jié)果表明碳納米管表面印跡材料對模板分子的分離和富集均達到預(yù)期的效果。本論文研究內(nèi)容具體如下：
　　1.以聚乙烯醇修飾的多壁碳納米管為基材，熊果酸為目標分子，甲基丙烯酸(MAA)為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸

2、酯(EGDMA)為交聯(lián)劑，采用表面印跡技術(shù)在碳納米管表面合成對熊果酸具有良好選擇性的分子印跡聚合物(MWNTs-MIPs)。采用紅外光譜、掃描電鏡對該印跡聚合物進行表面形態(tài)表征。吸附實驗表明MWNTs-MIPs對熊果酸具有特異吸附性。將該印跡聚合物裝填于固相萃取柱中，對其選擇吸附性能進行研究，結(jié)果表明 MWNTs-MIPs對熊果酸分子具有較高識別性能。該聚合物用于固相萃取獼猴桃根中的熊果酸，結(jié)果表明MWNTs-MIPs對熊果酸進行有效的

3、富集和分離純化，這對解決中藥微量活性成分的分離純化表現(xiàn)出較好的應(yīng)用潛力。
　　2.本文以大黃素為目標分子，甲基丙烯酸(MAA)為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)為交聯(lián)劑，采用表面印跡技術(shù)合成對大黃素具有特異選擇性地多壁碳納米管印跡聚合物(MIPs/MWNTs)。該聚合物(MIPs/MWNTs)采用掃描電鏡和傅立葉變換紅外光譜進行表征。采用吸附動力學、靜態(tài)吸附和選擇性吸附實驗研究此聚合物的吸附性能，實驗結(jié)果表明，MIPs

4、/MWNTs對大黃素表現(xiàn)出特異吸附性能，達到吸附平衡的時間約為60 min。此外，將MIPs/MWNTs作為固相萃取材料填充至固相萃取柱中，結(jié)果表明與其它競爭分子相比，MIPs/MWNTs對大黃素有良好的識別能力，實際樣品的回收率范圍為89.2至93.8％，說明 MIPs/MWNTs能成功用于大黃提取物中大黃素的分離和純化。
　　3.本文中采用表面印跡技術(shù)合成一種新型磁性MWNTs@Fe3O4-MIPs分子印跡聚合物并已成功應(yīng)用到

5、蛋白質(zhì)的分離。采用掃描電鏡和傅里葉紅外光譜對MWNTs@Fe3O4-MIPs進行表征。掃描電鏡結(jié)果表明，直徑約50-60 nm四氧化三鐵納米粒子已均勻的覆蓋在碳納米管表面，使得磁性MWNTs@Fe3O4-MIPs具有快速的磁響應(yīng)特性。紅外光譜結(jié)果表明MIPs已成功接枝到碳納米管表面。吸附實驗結(jié)果表明MWNTs@Fe3O4-MIPs對牛血清白蛋白(BSA)最大吸附量為52.8 mg/g，達到吸附平衡的時間約為60 min。同時，選擇性吸附

6、實驗采用不同分子量和等電點的蛋白質(zhì)作為競爭蛋白，結(jié)果表明與其它非模板蛋白相比，MWNTs@Fe3O4-MIPs對BSA有良好的識別能力。將MWNTs@Fe3O4-MIPs作為高效液相色譜的固定相在二元蛋白質(zhì)溶液中成功分離BSA，制備的印跡材料在蛋白質(zhì)分離領(lǐng)域具有廣闊前景。
　　4.以苯基修飾的多壁碳納米管為載體，鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯為目標分子，甲基丙烯酸(MAA)為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)為交聯(lián)劑，在碳

7、納米管表面接枝一層塑化劑鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯印跡聚合層。采用紅外光譜和掃描電鏡對聚合物進行表征和分析，結(jié)果表明在碳納米管表面成功接枝一層20～30 nm厚的印跡聚合物。采用液相色譜法研究該印跡聚合物的吸附性能，實驗結(jié)果表明碳納米管-分子印跡聚合物對鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯最大吸附量為69.1μmol/g，達到吸附平衡時間約為60 min。選擇性吸附實驗表明與其它結(jié)構(gòu)類似物相比，該印跡復(fù)合材料對鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯有良