【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于共價有機框架薄膜，具體涉及一種共價有機框架膜及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、肺癌是導(dǎo)致人類死亡的第二大原因，肺癌死亡率高達90％～96％，然而，在第一期就診斷出疾病，5年生存率會急劇提高到80％。臨床實踐中采用不同的診斷和分期方法，包括血液檢測、胸部x光、計算機斷層掃描(ct)、磁共振成像(mri)等，但傳統(tǒng)方法在侵入性、成本和可及性方面存在缺點。因此，無創(chuàng)、高安全、低成本且超高靈敏度的早期診斷對于肺癌的成功管理和治療至關(guān)重要。揮發(fā)性有機化合物(vocs)在肺癌患者中的相對濃度升高到10-100ppb之間，被認(rèn)為是肺癌的生物標(biāo)志物。這些生物標(biāo)志物大致可以分為7類：醛類、醇類、烴類、酮類、腈類、酯類和芳香族化合物。但是由于vocs濃度低且成分復(fù)雜，在整個檢測過程中完全非侵入式檢測比較困難。
2、共價有機框架(cofs)是一類由輕質(zhì)有機結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵連接而成的新型晶態(tài)多孔材料。這些框架具有一系列理想的性質(zhì)，如顯著的低密度、膨脹的表面積、可調(diào)的帶隙和低熱導(dǎo)率。cof的精心設(shè)計的結(jié)構(gòu)使其具有無與倫比的穩(wěn)定性、豐富的拓?fù)渥兓土钊擞∠笊羁痰妮d流子遷移率。這些特性賦予了它們巨大的應(yīng)用潛力，特別是在電催化、儲能、傳感、光催化、氣體分離和環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域。此外，將cofs制備成膜用于分離技術(shù)已被成功證明，突出了其在先進材料體系中的多方面功能。共價有機框架(cofs)的合成可以通過一系列復(fù)雜的方法來實現(xiàn)，包括溶劑熱法、微波輔助合成、機械化學(xué)技術(shù)和界面輔助策略等。cofs與其他材料的整合，如石墨烯、碳納米管、金屬氧化
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種共價有機框架膜及其制備方法和應(yīng)用，該方法制備工藝簡單、成本低，使用原料易獲取，所制備得到的共價有機框架膜可進行肺癌早期呼出氣無創(chuàng)診斷以及可直接作為基底進行sers測試。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：
3、一種共價有機框架膜的制備方法，包括以下步驟：
4、在對甲苯磺酸催化作用下，將含有氧化石墨烯、1,3,5-三甲酰基間苯三酚、2,5-二氨基苯磺酸與氫氧化鈉的混合水溶液進行水熱反應(yīng)，得到共價有機框架/還原氧化石墨烯復(fù)合物；
5、將所述共價有機框架/還原氧化石墨烯復(fù)合物抽濾、冷凍干燥之后，加入金納米顆粒分散液或者金納米顆粒分散液與對氨基苯硫酚的混合液進行修飾，獲得共價有機框架膜。
6、本專利技術(shù)對制備的共價有機框架復(fù)合物進行冷凍干燥，可最大限度的保持膜的物理、化學(xué)性能，在冷凍干燥中材料的結(jié)構(gòu)不會被破壞，保留了材料結(jié)構(gòu)的完整性。
7、優(yōu)選的，所述混合水溶液中，1,3,5-三甲酰基間苯三酚與2,5-二氨基苯磺酸之間的的摩爾比11：25～8：11。當(dāng)1,3,5-三甲酰基間苯三酚與2,5-二氨基苯磺酸之間的摩爾比小于11：25時，不能形成完整的共價有機框架材料，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)框架塌陷；當(dāng)1,3,5-三甲酰基間苯三酚與2,5-二氨基苯磺酸之間的摩爾比大于8：11時，1,3,5-三甲酰基間苯三酚反應(yīng)不完全，影響材料的吸附性能。
8、優(yōu)選的，所述混合水溶液中，2,5-二氨基苯磺酸與氫氧化鈉之間的摩爾比為1：1～5：1。
9、優(yōu)選的，所述混合水溶液中，2,5-二氨基苯磺酸與對甲基苯磺酸之間的摩爾比為4：25～17:10。
10、優(yōu)選的，所述混合水溶液中，2,5-二氨基苯磺酸與氧化石墨烯之間的摩爾比為1:20～3:5。
11、優(yōu)選的，所述金納米顆粒分散液中的金納米顆粒的平均粒徑為120nm。
12、優(yōu)選的，所述水熱反應(yīng)的溫度為120℃，時間為24-36h。其中，當(dāng)反應(yīng)時間小于24h時，反應(yīng)不完全，不能形成完整的共價有機框架；當(dāng)反應(yīng)大于36h時，將破壞生成共價有機框架材料的穩(wěn)定性，從而使得反應(yīng)的產(chǎn)率下降。
13、優(yōu)選的，所述冷凍干燥的溫度為-80～-60℃，時間為18-24h。其中，當(dāng)冷凍干燥的溫度低于為-80℃和冷凍干燥時間小于18h，導(dǎo)致干燥時間過長，增加生產(chǎn)成本，也會導(dǎo)致膜中水分的殘留，大大影響材料的吸附性能；當(dāng)冷凍干燥的溫度高于為-60℃和冷凍干燥時間大于24h，將對共價有機框架膜的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
14、本專利技術(shù)還提供上述制備方法制成的共價有機框架膜；所述共價有機框架膜具有高吸附容量、可評估呼出氣中醛類物質(zhì)濃度的性能。所述共價有機框架膜在肺癌早期呼出氣無創(chuàng)診斷和表面增強拉曼散射光譜測試中的應(yīng)用，應(yīng)用過程為：當(dāng)受試者對著該膜吹氣時，該共價有機框架膜能吸附呼出氣體中的醛類物質(zhì)，然后將吸附有醛類物質(zhì)的膜放到拉曼光譜儀的激光下進行測試，通過出的峰判斷醛類物質(zhì)對應(yīng)的濃度來進行定量檢測；該過程不受呼出氣中其他物質(zhì)的干擾，整個過程安全無創(chuàng)。
15、本專利技術(shù)通過將氧化石墨烯與1,3,5-三甲酰基間苯三酚、2,5-二氨基苯磺酸、氫氧化鈉進行水熱反應(yīng)，并加入金源和對氨基苯硫酚進行修飾改性，從而制備出共價有機框架膜。該方法能夠使得共價有機框架、金納米顆粒、對氨基苯硫酚和氧化石墨烯產(chǎn)生充分的協(xié)同作用，一方面使共價有機框架膜可吸附肺癌早期呼出氣中醛類物質(zhì)；另一方面能夠使拉曼信號被顯著增強，具有較高的表面增強拉曼散射光譜(sers)活性，可直接作為基底進行肺癌早期呼出氣無創(chuàng)檢測。該方法制備工藝簡單、成本低，使用原料易獲取，有效解決了現(xiàn)有共價有機框架膜材料在肺癌早期呼出氣無創(chuàng)診斷以及無法直接作為基底進行sers測試的技術(shù)問題。
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1.一種共價有機框架膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種共價有機框架膜的制備方法，其特征在于，所述混合水溶液中，1,3,5-三甲酰基間苯三酚與2,5-二氨基苯磺酸之間的摩爾比為11：25～8：11。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種共價有機框架膜的制備方法，其特征在于，所述混合水溶液中，2,5-二氨基苯磺酸與氫氧化鈉之間的摩爾比為1：1～5：1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種共價有機框架膜的制備方法，其特征在于，所述混合水溶液中，2,5-二氨基苯磺酸與對甲基苯磺酸之間的摩爾比為4：25～17：10。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種共價有機框架膜的制備方法，其特征在于，所述混合水溶液中，2,5-二氨基苯磺酸與氧化石墨烯之間的摩爾比為1：20～3：5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種共價有機框架膜的制備方法，其特征在于，所述金納米顆粒分散液中的金納米顆粒的平均粒徑為120nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種共價有機框架膜的制備方法，其特征在于，所述水熱反應(yīng)的溫度為
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種共價有機框架膜的制備方法，其特征在于，所述冷凍干燥的溫度為-80～-60℃，時間為18-24h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述制備方法制成的共價有機框架膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的共價有機框架膜在肺癌早期呼出氣無創(chuàng)診斷和表面增強拉曼散射光譜測試中的應(yīng)用，應(yīng)用過程為：當(dāng)受試者對著該膜吹氣時，該共價有機框架膜能吸附呼出氣體中的醛類物質(zhì)，然后將吸附有醛類物質(zhì)的膜放到拉曼光譜儀的激光下進行測試，通過出的峰判斷醛類物質(zhì)對應(yīng)的濃度來進行定量檢測。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種共價有機框架膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種共價有機框架膜的制備方法，其特征在于，所述混合水溶液中，1,3,5-三甲酰基間苯三酚與2,5-二氨基苯磺酸之間的摩爾比為11：25～8：11。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種共價有機框架膜的制備方法，其特征在于，所述混合水溶液中，2,5-二氨基苯磺酸與氫氧化鈉之間的摩爾比為1：1～5：1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種共價有機框架膜的制備方法，其特征在于，所述混合水溶液中，2,5-二氨基苯磺酸與對甲基苯磺酸之間的摩爾比為4：25～17：10。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種共價有機框架膜的制備方法，其特征在于，所述混合水溶液中，2,5-二氨基苯磺酸與氧化石墨烯之間的摩爾比為1：20～3：5。
6.根據(jù)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊國海，鄧唐棠，渠陸陸，谷瑩秋，
申請(專利權(quán))人：江蘇師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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