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基于表面分子印迹非织造布的丹酚酸A吸附行为、机制及其在心血管疾病治疗分离应用研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月24日 来源:Journal of Colloid and Interface Science 9.7
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本文创新性地利用表面分子印迹技术构建功能性非织造布(SMI-PP),实现了对丹酚酸A(SAA)的高效选择性吸附。通过多种理论计算(DFT/MD/MOT/ESP/IGM)与实验验证,揭示其吸附机制涉及共价键、静电作用与氢键协同,为中药活性成分分离提供了低成本、易操作的新型吸附材料方案。
材料与表征
表面分子印迹非织造布(SMI-PP)的合成以文献方法为基础:首先通过辐射接枝将RAFT试剂(DDACT)功能化到聚丙烯非织造布(PP)表面,随后在丹酚酸A(SAA)模板分子存在下,与功能单体3-丙烯酰胺基苯硼酸(APBA)、甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵(MAPTAC)和乙烯基咪唑(VI)进行共聚,实现表面分子印迹层的构建。
SMI-PP的表征
通过扫描电子显微镜(SEM)对PP、PP-g-PGMA、PP-g-DDACT及SMI-PP的形貌特征进行观察(图1)。结果显示,反应过程中非织造布结构未受损,且随着接枝与印迹层的逐步构建,纤维直径从原始非织造布的24.95 μm增至接枝样品(39.16 μm)和印迹样品(42.54 μm),表明印迹涂层有效形成。在pH 7.0的水溶液中,SMI-PP表现出优异的亲水性与结构稳定性。
结论
本研究通过多机制协同作用,成功实现SAA在表面分子印迹非织造布上的高效吸附。以APBA、MAPTAC和VI作为功能单体制备的SMI-PP表现出以下主要结果:
(1)拟二级动力学模型更适合描述该吸附过程,表明其以化学吸附为主;
(2)SMI-PP在298.15 K下24小时内可达吸附平衡,并具有高选择性,经Langmuir模型计算最大吸附量为89.847 mg/g;
(3)通过分子轨道理论(MOT)、静电势(ESP)、独立梯度模型(IGM)、密度泛函理论(DFT)、分子动力学(MD)、光谱分析及吸附模型拟合,推断其吸附机制涵盖共价键、静电相互作用与氢键。
SMI-PP作为一种高效、高选择性、低成本且易于操作的吸附材料,在水溶液中SAA的有效吸附与分离中展现出广阔应用前景。
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