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烟酸分子印迹复合膜的制备及其性能研究

邱增英  
【摘要】: 分子印迹膜兼具分子印迹技术和膜分离的特点,其为将特定目标分子从其结构类似物的混合溶液中分离出来提供了可行且有效的解决途径。与普通的分离膜相比,具有对特定分子选择性高的优点,与传统的印迹聚合物相比,具有无需粉碎研磨过程,印迹空穴保留较好,分子识别性能强等特点,分子印迹膜的研究有利于推动膜分离技术的发展。 本研究以烟酸为研究对象,用聚偏氟乙烯微孔滤膜作为支撑,通过聚合反应对支撑膜进行表面修饰制备了烟酸分子印迹复合膜。 实验的主要内容: 1.烟酸分子印迹复合膜制备过程中,模板分子与功能单体丙烯酰胺的配比为1:4,N,N-亚甲基双丙烯酰胺作交联剂,紫外光照射12h引发聚合反应,用甲醇乙酸(V:V=9:1)溶液洗掉聚合物中的模板分子和未反应的功能单体及交联剂。 2.紫外分光光度法研究模板分子与功能单体之间的作用力是氢键作用,借助扫描电镜对烟酸分子印迹复合膜的表面形态进行分析研究。表明,实验成功地在微孔滤膜的表面覆盖了一层聚合物制得烟酸分子印迹复合膜,该膜表面的空穴形状大小规整,而且空穴的分布比较均匀。 3.膜的热稳定和化学稳定性能研究表明,低于60℃的热处理,对烟酸分子印迹复合膜截留率的影响较小。用酸碱溶液处理后的膜,其形态基本保持不变,膜的水通量以及对烟酸的截留率稍微有所下降。 4.在烟酸分子印迹复合膜的平衡结合实验中,Scatchard图表明分子印迹复合膜中存在等价的结合位点。其离解常数Kd=5.55×10-2mmol·L-1和最大表观键合常数Qmax=6.10μmol·g-1。烟酸分子印迹复合膜对烟酸的结合量(24.20μmol·g-1)是烟酰胺的2.35倍,而两者在非印迹复合膜上的分配系数则相差很少。实验表明,烟酸分子印迹复合膜对烟酸展现了较高的结合性能。 5.烟酸分子印迹复合膜的选择渗透实验中,烟酸透过烟酸分子印迹复合膜的透过量与渗透速度都远远大于非印迹复合膜。渗透实验进行7h,烟酸透过分子印迹复合膜的量是0.465μmol·cm-2,是其透过非印迹复合膜量的3.63倍。 6.利用烟酸分子印迹复合膜分离富集维生素片中的烟酸,结果显示,烟酸分子印迹复合膜对烟酸有较好的结合能力。非印迹复合膜因其空穴内功能基团的杂乱无章排列,对烟酸的结合能力远远低于分子印迹复合膜。 以烟酰胺作为干扰物,研究烟酸分子印迹复合膜对混合溶液的组分选择渗透性能,结果表明,模板分子可以被源源不断地从膜的一侧转移到另一侧,烟酸在膜后得到了充分的浓缩,而非模板分子烟酰胺通过膜后浓缩的程度较小,有利于烟酸与烟酰胺的分离,该透过机理符合Piletsky的“门”模型。


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