功能高分子微纳米球用于传输分离体系的研究

摘要

传输分离学一直备受科学家们的关注，针对现有技术膜具有比表面积小，孔排列不规整，通透性差，孔径大小不可改变的问题，本论文主要侧重于将功能高分子微纳米球应用于传输分离体系，主要工作和结论如下： 1.采用SiO2胶体晶体作为模板，成功合成了高度有序的温度-pH双响应型智能滤膜。通过将PNIPAM和PMAA加入到膜中，表现出良好的温度和pH响应性。通过测量KCl溶液的电导率来研究滤膜的响应于温度和pH值的变化的渗透性。当温度从20℃升高到40℃或者pH从8降低到3时，聚合物收缩并促使微通道的发展，导致更高的电导率。由于PNIPAM和PMAA链和链段的伸展，导致电导率下降，因为温度降低或pH值升高。本研究开发可进一步应用在微滤，分离，纯化，传感器等方面。 2.以Fe3O4@SiO2胶体晶体为模板，采用类似反相胶体晶体膜的制备方法成功制备了磁性开关式滤膜，通过KCl溶液的电导率来研究滤膜的通透性及开关性能，研究结果表明在有磁场时的电导率远远低于无磁场时的电导率，这证实了我们所制备的磁性开关式滤膜是成功的。因此，磁性开关式滤膜可应用于传感器等方面。 3.将ZIF-8纳米粒子运用到毛细管电泳分离检测上，并制备了ZIF-8纳米粒子涂层毛细管柱。ZIF-8纳米粒子具有独特的三维多孔骨架结构，在分离学中是一种非常有前景的固定相。在最佳的分离条件下，使用ZIF-8纳米粒子涂层毛细管柱可在10分钟内实现溶菌酶，细胞色素C，牛血清蛋白和核糖核酸酶A的基线分离，而且该毛细管柱具有良好的重现性和稳定性，使用ZIF-8纳米粒子涂层毛细管柱可以成功拆分D,L-苯丙氨酸，而且可以用来分离检测实际中的复杂样品，这种方法绿色环保而且简单方便，适用于蛋白质，多肽，核酸等生物大分子的分离。 4.通过在聚苯醚结构中引入了三氟甲基苯基团，制备了一种新型的含氟聚合物，制备的气体分离膜对二氧化碳的渗透率明显增大，使二氧化碳和氮气的渗透率差距明显加大，能有效的实现二氧化碳和氮气的分离。

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