基于陽(yáng)極氧化鋁膜的親和膜的制備及其性能研究.pdf

1、理想的親和膜應(yīng)該具有良好的均一性，然而，現(xiàn)在大部分親和膜所使用的基質(zhì)膜材的孔隙率和孔徑分布較寬，且膜厚不一，由于這些缺陷導(dǎo)致了親和分離效率的大大降低。本課題從構(gòu)建理想的親和膜膜材入手，遴選具有有序孔排列、可控孔徑和優(yōu)良結(jié)構(gòu)形態(tài)的無(wú)機(jī)膜-陽(yáng)極氧化鋁膜(AAO)為基質(zhì)膜材，首次通過(guò)兩種方法對(duì)其改性，獲得有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合和無(wú)機(jī)復(fù)合無(wú)機(jī)膜，使其滿足親和膜膜材的要求，并通過(guò)功能化的方法，偶聯(lián)不同配基，制得新型親和膜，并考察其形貌特征、親和吸附性能、探

2、索吸附機(jī)理及再生性能。主要研究?jī)?nèi)容如下： (一)膜材料的改性。本文選擇AAO作為基質(zhì)膜材，將具有良好生物相容性的生物大分子殼聚糖(CS)和無(wú)機(jī)物二氧化硅(SiO2)作為改性材料，分別通過(guò)化學(xué)偶聯(lián)法和溶膠-凝膠法，復(fù)合于AAO膜中，獲得有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合膜(CS-AAO)和無(wú)機(jī)復(fù)合無(wú)機(jī)膜(SiO2-AAO)。通過(guò)活化，偶聯(lián)配基后，分別獲得了Cu2+螯合親和膜和固載賴氨酸(Lys)親和膜。通過(guò)SEM、TEM觀察，所制備的復(fù)合膜，均一，平整

3、，保留了空白AAO膜超均一的形貌結(jié)構(gòu)。其中Cu2+螯合親和膜上CS和Cu2+的固載量為49.7和27.15 mg/g膜；固載Lys親和膜對(duì)Lys的固載量為5.57mg/g膜。 (二)吸附影響因素的考察。將制備所得的Cu2+螯合親和膜和固載賴氨酸(Lys)親和膜，分別用于親和分離血紅蛋白(Hb)和膽紅素(BR)，并通過(guò)靜態(tài)吸附和動(dòng)態(tài)吸附兩方面的影響因素對(duì)親和膜的吸附性能進(jìn)行系統(tǒng)考察，包括初始濃度、離子強(qiáng)度、pH值、溫度、進(jìn)樣流速等

4、。結(jié)果表明：(1)構(gòu)建的CS-AAO和SiO2-AAO兩種復(fù)合膜，均有效降低了AAO膜的非特異性吸附；(2)兩種復(fù)合膜所制備的親和膜均對(duì)其分離目標(biāo)物展現(xiàn)了良好的吸附特異性，其吸附容量隨著離子強(qiáng)度的增加而減少，隨著溫度的升高而有所增加；(3)Cu2+螯合親和膜在pH值等于Hb等電點(diǎn)(pI=6.8)時(shí)，對(duì)Hb的吸附容量最大，隨著pH值增大或減小，吸附容量均減少；(4)固載Lys的親和膜對(duì)BR的吸附容量隨著白蛋白濃度的增加而減少；(5)在膜堆

5、積實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，兩種親和膜的動(dòng)態(tài)吸附容量均低于靜態(tài)吸附容量，且隨著流速的增加而降低。 (三)吸附機(jī)理的推導(dǎo)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合，Cu2+螯合親和膜對(duì)Hb的吸附符合Freundlich等溫吸附機(jī)理，且R2=1；而固載Lys親和膜對(duì)BR的吸附行為則屬于Langmuir等溫吸附機(jī)理，R2=0.9937，qmax=18.08 mg/g膜。 (四)洗脫和再生性能考察。使用0.5 mol/L的咪唑?qū)ξ紿b后的Cu2+螯合親和膜進(jìn)行洗脫