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金属配位分子印迹膜制备及其膜色谱的应用研究

作　者: 陈安
导　师: 许振良
学　校: 华东理工大学
专　业: 材料化学工程
关键词: 分子印迹膜金属配位茶碱膜色谱
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

分子印迹膜指包含或由分子印迹聚合物组成的一类膜材料,它兼具了分子印迹技术与膜技术的优点,近年来已经成为分离、催化和传感等领域研究的热点之一,具有良好的科学和应用前景。本论文以2,2’-联吡啶-镍离子和茶碱(Theophylline)-铜离子配合物作为模板分子,以聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜为基膜,采用表面涂覆热聚合法制备了分子印迹膜,并将该膜制备成膜组件,用于膜色谱中研究其对模板分子的识别和分离效果。主要内容如下：首先,制备了2,2’-联吡啶-镍离子配位印迹膜,改性率和结合量的结果都显示印迹膜的最佳涂覆时间为20-30s,此时的印迹膜结合容量达到3.6μmol/g。通过超声洗脱4h即可完全洗脱模板分子,印迹膜经过洗脱后结合容量得到明显提高。其次,制备了茶碱-铜离子配位印迹膜,扫描电镜结果表明,PVDF基膜外表面形成了一层致密印迹层。铜离子的配位作用能提高印迹膜的结合性,在茶碱浓度为0.2mmol/L时结合量从1.61μmol/g提高到了2.69μmol/g。相比于可可碱印迹膜对茶碱有较好的选择性,在浓度为0.05mmol/L时选择性达到了2.39。印迹膜对铜离子所形成配体的结合能力高于锌和镍所形成的配体。对印迹膜的渗透性能进行了研究,在浓度为0.005mmol/L,流速为12ml/min下,THO/TB的渗透选择性达到0.36,THO基本被印迹膜所吸附。最后,将茶碱-铜离子印迹膜组件用于膜色谱分离,滤液采用反相高效液相色谱法(HPLC)进行检测,对循环过滤时间的分析表明在较高流速下膜色谱分离更快,15ml/min下接近平衡时间为150min,分离因子达到2.05。壳程进样比管程进样分离效果更好,料液最佳流速为15ml/min。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-23
  1.1 前言  10
  1.2 分子印迹技术  10-13
    1.2.1 分子印迹技术的基本原理  11-12
    1.2.2 共价结合法  12
    1.2.3 非共价结合法  12-13
    1.2.4 金属配位法  13
  1.3 分子印迹膜  13-20
    1.3.1 分子印迹膜的种类  14-15
    1.3.2 分子印迹膜的制备方法  15-18
    1.3.3 分子印迹膜的传质机理  18
    1.3.4 分子印迹膜的应用  18-20
  1.4 膜色谱  20-21
  1.5 本论文研究内容  21-23
第二章 PVDF基金属配位印迹膜的制备和优化  23-34
  2.1 前言  23-24
  2.2 实验部分  24-27
    2.2.1 实验原料与试剂  24
    2.2.2 实验设备与仪器  24-25
    2.2.3 PVDF基膜的制备  25
    2.2.4 金属配位分子印迹膜的制备  25
    2.2.5 膜的通量、截留性能及改性率  25-26
    2.2.6 印迹膜的结合性能  26-27
    2.2.7 印迹膜的接触角  27
  2.3 结果与讨论  27-33
    2.3.1 膜的纯水通量和截留  27
    2.3.2 结合量测定的校正  27-28
    2.3.3 涂覆时间的优化  28-30
      2.3.3.1 涂覆时间对改性率的影响  28-29
      2.3.3.2 涂覆时间对结合性能的影响  29-30
      2.3.3.3 膜的接触角  30
    2.3.4 吸附液浓度的影响  30-31
    2.3.5 洗脱条件的优化  31-33
  2.4 本章小结  33-34
第三章茶碱与铜离子配位分子印迹膜的制备及研究  34-48
  3.1 前言  34-35
  3.2 实验部分  35-38
    3.2.1 主要试剂与仪器  35
    3.2.2 金属配位分子印迹膜的制备  35-36
    3.2.3 印迹膜的结合容量和结合选择性  36-37
    3.2.4 印迹膜的渗透性能  37
    3.2.5 接触角测定  37-38
    3.2.6 扫描电镜图像分析  38
  3.3 结果与讨论  38-46
    3.3.1 制备条件的优化  38-40
    3.3.2 扫描电镜图像分析  40-41
    3.3.3 印迹膜的动态接触角  41
    3.3.4 印迹膜的吸附动力学  41-42
    3.3.5 配位作用对结合性能的影响  42-43
    3.3.6 不同印迹膜与非印迹膜结合性能比较  43
    3.3.7 印迹膜的结合选择性  43-44
    3.3.8 不同金属配体的影响  44-45
    3.3.9 印迹膜的渗透性能  45-46
      3.3.9.1 料液浓度对渗透性能的影响  45-46
      3.3.9.2 料液流速对渗透性能的影响  46
  3.4 本章小结  46-48
第四章茶碱与铜离子配位分子印迹膜色谱性能表征  48-57
  4.1 前言  48
  4.2 实验部分  48-50
    4.2.1 主要试剂与仪器  48
    4.2.2 茶碱铜离子配位分子印迹膜的制备  48-49
    4.2.3 HPLC测试条件  49
    4.2.4 膜色谱过滤实验  49-50
  4.3 结果与讨论  50-55
    4.3.1 HPLC标准曲线  50
    4.3.2 PVDF基膜过滤结果  50-51
    4.3.3 循环过滤时间对分离效果的影响  51-53
    4.3.4 壳程与管程进液循环过滤结果比较  53-55
    4.3.5 流速对分离性能的影响  55
  4.4 本章小结  55-57
第五章结论与展望  57-59
  5.1 结论  57-58
  5.2 展望  58-59
参考文献  59-65
致谢  65-66
个人简历以及论文发表情况  66

金属配位分子印迹膜制备及其膜色谱的应用研究

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