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为解决膜吸附剂的污染问题,本文提出了纤维色谱与纤维吸附剂的概念,期望能够克服膜色谱和颗粒填充色谱的缺点。本研究采用可控相转化法,制备了多种类型离子交换树脂填充纤维吸附剂,并对其性能进行了表征。 (1)以聚醚砜(PES)为纤维吸附剂的基质材料,粉状Lewatit阳离子交换树脂(CNP80ws和SP112ws)用做分离蛋白质的功能性微粒,采用外部液体调控相分离过程,制备了不同形态结构的阳离子交换树脂填充PES纤维吸附剂。研究了外部液体、树脂种类与填充量对纤维吸附剂形态结构的影响。研究发现多种外部液体,如二乙二醇单乙醚、三缩四乙二醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮/水混合液等,与纺丝细流接触后改变了聚合物溶液的相分离路径,形成了表皮具有开孔结构的树脂填充PES纤维吸附剂。 (2)研究了树脂填充PES纤维吸附剂对模型蛋白质牛血清蛋白(BSA)的吸附与脱附性能,探讨了吸附剂表面形态结构、填充树脂种类、树脂填充量、纤维直径、吸附剂状态等因素对吸附与脱附性能的影响,分析了蛋白质吸附热力学与动力学过程,并对蛋白质传质机理进行了初步探讨。研究结果表明,表皮具有开孔结构的树脂填充纤维吸附剂具有较好的吸附与脱附性能,其蛋白质吸附容量为68.2~93.2mg BSA/g吸附剂(树脂填充量50%);蛋白质在树脂填充纤维吸附剂中的吸附过程符合朗格缪尔吸附模型;溶质在表皮具有开孔结构纤维吸附剂中传质阻力较低。对于蛋白质在树脂填充纤维吸附剂中的传质过程,本文提出纤维吸附剂基体内的孔扩散与树脂内的孔扩散是速率控制步骤。 (3)考察了BSA溶液pH、BSA浓度、洗脱剂pH和离子强度、吸附剂预处理与后处理、吸附剂再生以及料液流动状态等因素对吸附剂吸附与脱附性能的影响。研究结果对蛋白质的分离具有重要的参考价值。 (4)为了降低聚合物基质材料对蛋白质的吸附,以乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL)为纤维基质材料,制备了表皮具有一定开孔度的树脂CNP80ws填充EVAL纤维吸附剂。研究了该纤维吸附剂的形态结构及其影响因素。以牛血清蛋白为模型物,对其吸附与脱附性能进行了表征。研究结果表明,树脂填充EVAL纤维吸附剂的吸附容量约为54mg BSA/g吸附剂(树脂填充量50%);与树脂填充摘要PES纤维吸附剂相比,虽然树脂填充EVAL纤维吸附剂具有较低的吸附容量但其脱附率较高。 (5)采用轻基保护的方法,对聚乙烯醇进行部分缩乙醛化改性,再以所得聚乙烯醇缩乙醛为制膜材料,相转化成膜后,在酸性条件下,一步完成对膜的脱乙醛和戊二醛交联处理过程,制备了改性聚乙烯醇超滤膜。探讨了聚乙烯醇缩乙醛浓度、铸膜液温度、凝固浴温度与盐含量以及添加剂含量等因素对膜性能的影响,研究了膜的形态结构、膜的亲水性以及膜耐污染性能。研究结果表明,此膜具有较小的接触角、良好的亲水性以及较好的耐污染性能。改性聚乙烯醇亲水性多孔膜不仅有可能用作纤维色谱的基质材料,而且对抗污染超滤膜的研究具有重要价值。