仿生识别纳米纤维的制备与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

近年来，随着社会生产力水平的不断提高，环境中的各类污染物也日趋增多。在衣食住行各个方面都需要对污染物进行监测。但现有的传统检测方法有诸多不便：处理周期长、成本高、仪器不易携带，由于这些弊端的存在，传统检测方法已不能满足样品检测快速性、科学性和大批量的需要。因此建立起高灵敏、特异性强、简便快速的污染物残留检测技术势在必行。

分子印迹技术是基于仿生识别原理制备具有分子识别能力的功能材料的有效方法。通过交联剂的聚合反应将目标分子与可聚合的功能单体形成的超分子复合物固定，移去目标分子后留下空间形状及结合基团分布与目标分子匹配的空穴，使得分子印迹材料表现出对模板分子特异的识别能力。相比生物抗体，分子印迹聚合物具有可设计、可规模合成、化学稳定的优势，特别在小分子的分离、识别与分析中获得广泛应用，已成为仿生传感器领域的研究热点。

本课题将分子印迹技术和静电纺丝技术结合起来制备具有仿生识别功能的纳米纤维，不仅比表面积大、孔隙率高，且具有很好柔韧性、机械强度和可重复利用等优点，相对传统分子印迹聚合物具有与待测样易分离、较高的传质速率和结合容量，改善了静电纺丝纤维膜无特异性吸附的能力。具体过程为通过研究分子印迹体系，建立分子印迹纳米纤维的电纺丝制备方法。针对常用电纺纳米纤维不具有选择性的缺点，通过对纳米纤维分子印迹体系的建立，改善其特异性吸附性能，实现高选择性的检测。

2. 研究内容和预期目标

1.以dmf为为功能和骨架聚合物,加入bpa静电纺丝制备bpa印迹聚合纳米纤维膜。研究纺丝条件对印迹纤维的印迹效果的影响，研究分子纳米纤维的结合特性。将所制备的bpa纳米纤维膜用于静态吸附以及固相萃取。

2. 以不同种类的塑化剂为为功能和骨架聚合物,加入bpa静电纺丝制备bpa印迹聚合纳米纤维膜。研究纺丝条件对印迹纤维的印迹效果的影响，研究分子纳米纤维的结合特性。将所制备的bpa-塑化剂纳米纤维膜用于静态吸附以及固相萃取。

3. 研究的方法与步骤

纺丝液的制备

直接用dmf为溶剂配置的聚醚砜纺丝液的可纺性较差。dmf的表面张力为37.1mn/m，沸点为153℃，丙酮表面张力为25.2mn/m，沸点为56.1℃。向聚合物溶液中加入挥发性较好、表面张力低的丙酮可提高聚合物的可纺性。

步骤： 2.5g左右pes溶解于10ml dmf，加入丙酮（dmf/丙酮 = 3.5：1 w/w）。搅拌均匀后加入bpa(bpa:pes=1：10，w/w)。30℃-40℃条件下搅拌过夜（使bpa与pes分子中官能基团充分作用）

4. 参考文献

[1] puzioa k., claudea b., amalric l., et al. molecularly imprinted polymer dedicated to the extraction of glyphosate in natural waters [j]. journal of chromatography a, 2014, 1361:1-8.

[2] zhang y., wei q., zhang q., et al. molecularly imprinted electrospinning polyethersulfone nano-scale fibers for the binding and recognition of bisphenol a [j]. separation science and technology, 2011, 46: 1615-1620.

[3] kim w., chang j., molecularly imprinted polyimide nanofibers prepared by electrospinning [j]. materials letters, 2011,65:1388-1391.

5. 计划与进度安排

搜集并整理资料，选择实验方案，撰写开题报告，准备实验用品。

第二阶段：2022年2月27日至2022年4月28日

进行实验，找出最佳纺丝条件，最佳反应温度及反应时间。在最佳反应条件下，找到最合适的塑化剂作为模板分子