一种新型羧甲基甲壳素/聚丙烯腈复合纳滤膜的研究

羧甲基甲壳素(CM-CH)溶液浇铸在聚丙烯腈超滤膜上,并与环氧氯丙烷(ECH)交联制得1种新型的复合纳滤膜,研究了复合膜的制备影响因素及操作条件对膜的性能的影响,结果表明:当羧甲基甲壳素的浓度为2.0%,环氧氯丙烷的浓度为2.5%,60℃下交联24.0h,然后50℃下热处理10min条件下制备的复合纳滤膜的截盐效果最好。表征结果表明:对聚乙二醇的截留分子量为550Da,孔径在(6.6~7.8)×10-10m之间,离子交换容量为2.94mmol·cm-2,静电位为-0.20mV。对1000mg·L-1的K2SO4,Na2SO4,MgSO4,KCl,NaCl,MgCl2和CaCl2溶液的截盐率分别为93.33%,91.00%,42.61%,36.10%,44.00%,9.26%和14.21%。研究表明,复合膜对不同盐的截留行为主要决定于荷电膜与电解质离子之间静电斥力的大小。另外还发现该膜具有较好的耐藻类吸附性。     

外加电场超滤硫酸多糖的研究

以硫酸多糖为分离对象,通过对膜通量、截留率、膜通量衰减程度和膜的清洗恢复率等参数的测定,考察了外加直流电场作用下超滤膜的分离性能.结果表明,外加电场下膜通量和截留率都有所提高,而膜通量衰减程度分别由41.86%降低到19.51%,而膜通量的恢复率可达到91.57%.采用外加电场技术可较大地改善膜的抗污染能.     

甲壳素钠/羧甲基纤维素钠共混复合纳滤膜的制备及性能研究

以甲壳素钠和羧甲基纤维素钠共混液为铸膜液,在聚丙烯腈超滤底膜上流延成膜,以丙三醇三缩水甘油醚(PTGE)的乙醇溶液为交联剂交联制得一种新型的复合纳滤膜。该膜的最佳制备条件为:甲壳素钠溶液与羧甲基纤维素钠溶液质量混合比为2∶1,交联剂丙三醇三缩水甘油醚浓度为0.6%,在50℃交联20 h。膜负电荷来源于底膜部分水解。膜的静电位为-0.12 mV,电压渗系数为-13.07 mV/MPa;截留分子量为610 g.mol-1,膜孔半径约0.7 nm。该膜对电解质溶液的截留性能主要决定于荷负电膜对不同电解质离子之间的静电作用力大小。     

壳寡糖与三甲酰氯界面聚合制备纳滤膜及其染料分离性能

界面聚合制备方法通常用于制备纳滤膜或反渗透膜,单体一般为间苯二胺或哌嗪。但是这些水相单体具有较大的毒性、刺激性等不利因素,会对环境及人体造成危害。壳寡糖（chitosan oligosaccharide, COS）是壳聚糖经特殊的生物酶处理得到的较低分子量的海洋多糖类高分子聚合物,绿色无毒,与壳聚糖相比其溶解性大大提高。壳寡糖与壳聚糖的化学性质相似,其分子中含有氨基、羟基,适合作为水相单体通过界面聚合反应制备复合纳滤膜。本研究以壳寡糖为水相单体,均苯三甲酰氯（trimesoyl chloride, TMC）为油相单体,通过界面聚合法在聚醚砜超滤膜（PES）上成功制备COS/PES复合纳滤膜。采用场发射扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对膜表面进行分析表征;通过错流过滤测试膜通量及染料分离性能。实验结果显示,COS/PES 2复合纳滤膜表面出现斑点状结构,具备较高的膜通量;根据Zisman的临界表面张力外推方法将液体的表面张力与cosθ作图,发现COS/PES复合纳滤膜具有较好的防生物黏着的性能;进一步采用牛血清蛋白质模拟生物质膜污染物,开展了比通量（J/Jw）下降的实验,结果表明COS/PES复合纳滤膜的比通量始终高于商业PES超滤膜,说明交联壳寡糖活性层具有一定的抗生物质膜污染的性能;染料分离实验结果显示,壳寡糖复合纳滤膜对甲基橙的截留率在0.45 ~ 0.53之间,樱草灵的截留率在0.66~0.77之间,染料分子量大于600 Da时,不同浓度（1%、2%、3%,wt）制备的壳寡糖复合膜的染料截留率均保持在90%以上,证明所制备的复合膜属于纳滤的范畴。本研究制备的COS/PES复合纳滤膜符合国内外对发展环境友好型海洋新材料的需求,在环保、医药方面极具应用潜力。     

荷电耐污染超滤膜分离、纯化海藻酸钠的研究

采用PAN(聚丙烯腈)、季胺化的PAN-CO-DMAEMA、DMF等混合溶液制备荷电耐污染超滤膜。在改进消化条件的基础上,对酸凝—酸化法提取海藻酸钠的工艺做了进一步优化。得到的较佳工艺条件为:先用1%甲醛溶液浸泡海带4h,用4%Na2CO3溶液常温消化3h后,用盐酸溶液沉淀出海藻酸,用1%Na2CO3中和海藻酸胶块,再用90mL浓度为10%的次氯酸钠溶液脱色1h,采用膜分离技术超滤后加入无水乙醇析出絮凝状海藻酸钠,最后烘干至恒重,粉碎得海藻酸钠成品。分析结果表明,海藻酸钠性征和得率均有明显改善。     

一种新型生物交联剂的制备及其性质

为在海藻酸钠分子中引入新的活性功能基团,制备出1种新型生物交联剂.本研究采用高碘酸钠氧化法,得到含不同醛基量的氧化海藻酸钠,用MTT法评价了它们的细胞毒性,并对其体内降解性和生物相容性进行了研究.结果表明:氧化海藻酸钠(氧化度<50%)的细胞毒性为0～2级,氧化度越高其细胞毒性越强;含相同醛基量的氧化海藻酸钠(氧化度为24%)与戊二醛相比,前者对细胞无明显抑制作用,毒性较低,而后者明显抑制细胞的生长,具有很强的细胞毒性.体内降解性和生物相容性实验结果表明,适度氧化的海藻酸钠不但保留了海藻酸钠良好的生物相容性,而且改善了其降解性.所以,适度氧化的海藻酸钠是1种新型的低毒性生物交联剂.     

海洋脂肪酶ADM47601固定化方法的研究

采用海藻酸钠、壳聚糖、聚乙烯醇和明胶等材料, 进行对脂肪酶ADM47601的固定化研究。结果表明, 使用壳聚糖固定化脂肪酶, 在最优条件为2% (W/V)壳聚糖, 10% NaOH, 1%乙酸, 0.25%戊二醛, 每克载体添加840U脂肪酶时, 最大固定化酶活力回收率为87.06%。使用海藻酸钠-明胶固定化脂肪, 在最优固定化条件下, 最大固定化酶活力回收率为54.45%。使用聚乙烯醇固定化脂肪酶, 在最优固定化条件下, 最大固定化酶活力回收率为33.22%。使用海藻酸钠固定化脂肪酶, 在最优固定化条件下, 最大固定化酶活力回收率为17.11%。对比四种不同固定化酶方法, 脂肪酶活力回收率高度高低顺序为: 壳聚糖吸附交联法>海藻酸钠明胶协同包埋法>聚乙烯醇-硼酸法>海藻酸钠包埋法。     

基于总有机碳法的超滤膜截留性能测定研究

随着超滤技术在海水淡化预处理的应用推广,其性能检测和质量控制已引起广泛关注。截留性能是判断超滤膜质量优劣的主要指标,科学、准确测量截留性能对超滤膜研发、生产及应用具有重要意义。本文以葡聚糖为超滤膜截留性能测试基准物,研究了总有机碳法测定水溶液中的葡聚糖浓度,并计算超滤膜对葡聚糖的截留率。结果表明,水溶液中的葡聚糖浓度与总有机碳测试峰面积呈良好线性关系,相关系数R达到0.999以上,回收率为89.1%～108%,相对标准偏差为0.3%～2.7%,超滤膜截留率测试结果与现行标准中规定的浊度法一致。方法具有操作简便、重现性好、灵敏度高、稳定可靠等优点,适用于超滤膜截留性能测试。     

重组抗菌肽海藻酸钠微囊制备与体外释放特征研究

对重组表达的海洋生物抗菌肽对虾素3-2进行亲和层析纯化,以海藻酸钠为壁材,采用凝聚法制备了重组抗菌肽海藻酸钠微囊,以微囊的形态和包封率为指标优化制备工艺,对制备的微囊进行体外释放特征的初步研究。结果显示,在氯化钙浓度为1.5%,海藻酸钠浓度为2.0%时,制备的微囊为完整的球形,冷冻干燥后的直径约为1.1 mm,包封率为83.87%。微囊在模拟胃液(pH 2.0)中2 h左右释放量趋于稳定,释放量低于14%;微囊在模拟肠液(pH 7.8)中不断释放,5 h时释放量达98%,表明微囊具有良好的肠溶性而可以抵抗胃液的破坏,可以用作重组抗菌肽缓释/控释制剂,为抗菌肽在水产病害防治过程的口服给药提供实验基础。     

抗污染抑菌性聚酰胺纳滤膜的制备及性能表征

以辣素衍生物(HMOBA)为抑菌单体,丙烯酸(acrylic acid,AA)为亲水性单体,通过紫外光辐照接枝制备具有抗污染性和抑菌性的聚酰胺纳滤膜。实验固定HMOBA的含量分别为0.5wt%,接枝时间为10min,考察了改性液中AA含量对改性膜性能的影响。结果表明,当改性液中AA的含量为1wt%时,改性膜的综合性能显著改善。纯水通量为130.98L·m~(-2)·h~(-1),NaCl和Na_2SO_4截盐率分别为38.53%和94.50%,改性膜对不同价态离子的选择分离性有所提高;通量恢复率为80.89%,比基膜提高了40.14%;抑菌率由基膜的5.63%提升到83.25%,膜表面的抗污染性和抑菌性得到了明显的改善。