探究具有分子识别功能分离膜的制备及选择透过机制的研究

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1、天津大学硕士学位论文具有分子识别功能分离膜的制备及选择透过机制的研究姓名：张红柳申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张裕卿20070101中文摘要膜分离技术是21世纪最具发展潜力的单元操作之一，但其目前主要的分离依据是膜的截留分子量的大小。在应用于复杂物系(如天然产物料液)时，由于物系中含有大量相对分子质量接近的物质，因此很难实现对某一物质的精确分离。本论文的目的在于制备对复杂物系中某一物质的分子具有专一识别功能的分离膜并对膜的选择透过机制进行研究。依据分子印迹技术原理，以葛根素为模板剂，Y一氨丙基--7,氧基硅烷为功能单体制备功能前驱物，将其与正硅酸乙酯混合进行

2、协同水解反应得到功能硅溶胶，然后把功能硅溶胶涂覆在多孔氧化铝支撑体上，最后再把模板分子洗脱就得到了具有分子识别功能的分离膜。对制备功能前驱物、功能硅溶胶和分离膜的各个影响因素进行了分析，确定了适宜的制备工艺；对分离膜进行了透过性和选择性测试，并借助于SEM和FTIR对分离膜的表面和断面形貌、模板分子与功能单体之间的相互作用进行了分析和表征；同时对膜的选择透过机制进行了分析和研究。实验结果表明，所得分离膜完整均匀，无裂纹和缺陷；它能在水溶液中识别并选择性的透过模板分子，而其它物质甚至其分子结构与模板分子类似也很难透过此分离膜；在使用过程中，表面功能层与支撑体结合良好，分离

3、膜的性质稳定。对选择性透过机制的研究表明：形状和大小与模板分子精确匹配的识别位形成的孔道以及识别位和模板分子互补功能基之间强烈的离子吸引作用是其具有选择透过性的主要原因。本文的创新之处为首次制备了具有分子识别功能的无机分离膜，同时在分子水平上对其选择透过机制进行了研究。关键词：分离膜；葛根素：功能层；支撑体；选择性；透过机制ABSTRACTMembraneseparationtechniqueisoneofthemostpromisingunitoperationintwenty-firstcentury,butthefoundationofseparationisth

4、ecut-offmolecularweight．Whenusedincomplexsystemlikingthenaturalmaterialssolution，itiSdifficulttoaccomplishtheaccurateseparation，becausethemolecularweightcontaininginthesolutionisnearly．Sotheobjectiveofthispaperistopreparetheseparationmembranewithmolecularrecognitionpropertyandstudythesel

5、ectivepermeancemechanism．Accordingtothemolecularimprintedtechnique，thefunctionalprecursorwasgainedbythereactionofthepuerarinandthey-aminopropylthriethoxysilanewhichwereusedastemplatemoleculeandfunctionalmonomer．Afterthehydrolysisbetweenthefunctionalprecursorandtetraethylorthosicatetaking

6、aSthecross-linker,thefunctionalsilicasolwasappeared．TheseparationmembraneWaspreparedbywashingthetemplatemoleculeoutfromthemembrane．Inexperiments，thefactorsaffectingtheformingofthefunctionalprecursor,functionalsilicasolandtheseparationmembranewereanalyzed，andthepreparationtechniquewasconf

7、irmed．ThemembraneWaScharacterizedbythetestsofseparationexperiments，selectiveexperiments，SEMandFTIR，meanwhilethepermeancemechanismwasstudied．Theresultsshowthattheseparationmembraneissmoothanddefect-free．jItCallrecognizethetemplatemoleculeandhasaspecialselectivepermeancepro