Al_2O_3@TiO_2复合生物载体的制备及其BSA吸附特性

通过钛酸盐和氧化钛溶胶两种制备途径在氧化铝(Al2O3)支撑体外包覆介孔氧化钛(TiO2)层,分析了这两种途径制备的氧化钛表面结构与性质的差异及其对于BSA蛋白吸附性能的影响。以粒径分别为0.37、10.4和21.8μm的三种氧化铝支撑体作为基材,用XRD、Raman分析了两种路径制备的氧化钛晶型均为锐钛矿相;N2吸脱附分析其比表面积均在(100±10)m2·g-1,两者具有相似的介孔结构。FESEM分析发现钛酸钾溶胶制备的氧化钛的形貌受到支撑体孔径的影响。对于在牛血清蛋白(BSA)吸附实验中,钛酸钾溶胶法包覆的20μm粒径复合载体(SP20@K-TiO2)吸附量为22.18 mg·g-1,高于相同条件下氧化钛溶胶制备的Al2O3@TiO2复合载体。SP20@K-TiO2中TiO2吸附量为150.88 mg·g-1,相比于TiO2粉体,复合载体中TiO2对BSA蛋白吸附的性能得到提升。     

纳滤膜在功能性低聚糖分离纯化中的应用研究进展

功能性低聚糖具有抗肿瘤、抗放射、抗凝血、消炎和调节免疫力等医疗保健作用,广泛应用于食品科学和生物医药等领域。纳滤作为一种高效的膜分离技术,在功能性低聚糖的分离与纯化中的应用得到越来越多的关注。本文分析了纳滤膜对功能性低聚糖的分离机理,综述了纳滤膜在功能性多糖分离纯化中的应用进展,讨论了纳滤分离过程的影响因素,主要包括功能性多糖料液的性质、膜过程的操作参数以及膜材料本身的性质等。其中,料液的性质主要体现在组成、浓度、黏度等方面;操作参数主要体现在压力、温度、膜面流速和pH等方面;而膜材料的性质主要体现在微结构和表面性质两个方面。最后,进一步指出纳滤膜技术用于功能性多糖分离纯化时在设备成本、膜材料及膜污染等方面存在的问题,并对未来纳滤膜技术在低成本专用膜材料及系统开发和膜污染控制方面的研究进行了展望。     

Al2O3@TiO2复合生物载体的制备及其BSA吸附特性

通过钛酸盐和氧化钛溶胶两种制备途径在氧化铝（Al₂O₃）支撑体外包覆介孔氧化钛（TiO₂）层,分析了这两种途径制备的氧化钛表面结构与性质的差异及其对于BSA蛋白吸附性能的影响。以粒径分别为0.37、10.4和21.8 mm的三种氧化铝支撑体作为基材,用XRD、Raman分析了两种路径制备的氧化钛晶型均为锐钛矿相;N₂吸脱附分析其比表面积均在（100±10）m²·g^-1,两者具有相似的介孔结构。FESEM分析发现钛酸钾溶胶制备的氧化钛的形貌受到支撑体孔径的影响。对于在牛血清蛋白（BSA）吸附实验中,钛酸钾溶胶法包覆的20 mm粒径复合载体（SP20@K-TiO₂）吸附量为22.18 mg·g^-1,高于相同条件下氧化钛溶胶制备的Al₂O₃@TiO₂复合载体。SP20@K-TiO₂ 中TiO₂吸附量为150.88 mg·g^-1,相比于TiO₂粉体,复合载体中TiO₂对BSA蛋白吸附的性能得到提升。     

多孔陶瓷膜用于碳量子点的分离与纯化

尺寸分布均一的碳量子点由于其良好的光学特性,在光电设备、离子检测、纳米传感器、生物成像和催化剂等领域具有广阔的应用前景。采用陶瓷膜“超滤-纳滤”双膜法,对微波合成的碳量子点进行分离和纯化。研究了pH对碳量子点料液荧光强度和粒径分布的影响。在pH=3时,碳量子点分散较好,荧光强度较高。陶瓷超滤膜可以有效截留碳量子点料液中的大颗粒杂质,渗透侧的碳量子点平均粒径约为2 nm,分散良好,无团聚现象。陶瓷纳滤膜对碳量子点具有良好的截留性能,在浓缩和水洗过程中可以进一步去除料液中的小分子杂质。经双膜法处理后,发射光谱由多峰分布变为单峰分布,且峰宽变窄,碳量子点的发光纯度得到了明显提高。     

改进的颗粒溶胶工艺制备高性能ZrO2-TiO2复合纳滤膜

以水为溶剂,采用改进的颗粒溶胶工艺,通过溶胶制备参数的调控优化,制备得到平均粒径为3 nm的ZrO₂-TiO₂复合颗粒溶胶。采用浸浆法,在平均孔径为5 nm的管式α-Al₂O₃底膜上,经过一次涂膜制备得到完整无缺陷的ZrO₂-TiO₂复合纳滤膜。ZrO₂-TiO₂复合纳滤膜的平均膜厚约为200 nm,纯水渗透率约为23 L·m^-2·h^-1·(0.1 MPa)^-1,对PEG的截留分子量为600。在pH 3,压力0.9 MPa的条件下,该膜对低浓度的Co²⁺、Sr²⁺、Cs⁺的截留率分别达到99.6 %、99.2 %和75.5 %。     

颗粒溶胶路线制备高通量γ-Al_2O_3纳滤膜

颗粒溶胶路线制备陶瓷膜是一种不使用有机溶剂的清洁工艺.以仲丁醇铝为前驱体,采用水作溶剂,调节pH为3~4,通过颗粒溶胶路线制备了平均粒径为16nm稳定的勃姆石溶胶.通过浸浆法,在α-Al2O3微滤底膜上制备γ-Al2O3纳滤膜,并考察了热处理过程及涂膜时间的影响.控制涂膜时间为60s,烧结温度为600℃,所制备的γ-Al2O3纳滤膜膜层厚度约为1.8μm,对PEG的截留分子量约1 000Da,计算孔径为1.6nm,其纯水通量约为20L/(m2·h)(0.1MPa).采用颗粒溶胶路线适合制备γ-Al2O3纳滤膜.     

多孔陶瓷膜用于碳量子点的分离与纯化

尺寸分布均一的碳量子点由于其良好的光学特性,在光电设备、离子检测、纳米传感器、生物成像和催化剂等领域具有广阔的应用前景。采用陶瓷膜"超滤-纳滤"双膜法,对微波合成的碳量子点进行分离和纯化。研究了pH对碳量子点料液荧光强度和粒径分布的影响。在pH=3时,碳量子点分散较好,荧光强度较高。陶瓷超滤膜可以有效截留碳量子点料液中的大颗粒杂质,渗透侧的碳量子点平均粒径约为2 nm,分散良好,无团聚现象。陶瓷纳滤膜对碳量子点具有良好的截留性能,在浓缩和水洗过程中可以进一步去除料液中的小分子杂质。经双膜法处理后,发射光谱由多峰分布变为单峰分布,且峰宽变窄,碳量子点的发光纯度得到了明显提高。     

不同孔径陶瓷膜硅烷改性及油水分离性能研究

具有低表面能的疏水陶瓷膜常用于含水油液分离,而渗透通量的提高是提升膜分离过程经济性的关键.本文通过有机硅烷接枝改性制备疏水陶瓷膜,研究硅烷改性对不同孔径陶瓷膜结构及油水分离性能的影响。以孔径为1 000 nm、100 nm、10 nm的3种陶瓷膜为研究对象,考察不同孔径陶瓷膜硅烷化改性前后膜表面微观形貌、润湿性及渗透阻力的变化,评价3种孔径疏水陶瓷膜在溶剂、酸碱等环境下的稳定性,并将3种孔径硅烷改性的陶瓷膜用于油包水乳液分离.结果表明,孔径越小的膜硅烷化改性后渗透阻力增幅越大,尤其是当孔径达到10 nm,改性前后渗透阻力相差近3倍;原膜孔径对改性膜润湿性影响不大,且均表现出良好的耐溶剂性、耐酸碱性.低压高流速的操作方式有利于提高改性膜通量;对于水含量1 000μL/L的W/O乳液,3种改性膜对水的截留率均超过93%,渗透液水含量低于70μL/L,其中1 000 nm改性膜通量最高,达375 L/(m²·h),而10 nm膜更不易被污染;对于水含量10%(体积分数)的W/O乳液,1 000 nm改性膜污染非常严重,通量迅速下降为14.1 L/(m²     

陶瓷超滤膜在右旋糖酐分离中的应用

本文采用自制的陶瓷超滤膜分离右旋糖酐,研究了操作参数如压力、温度、膜面流速和料液浓度等对陶瓷超滤膜分离右旋糖酐的影响,并对操作参数进行了优化.所用陶瓷超滤膜材料为氧化锆,切割分子量约为2 700,纯水渗透率约为375L/(m~2·h·MPa).研究表明,增大操作压力,膜通量以及右旋糖酐的截留率均有所增加.当操作压力增加至0.3 MPa时,右旋糖酐与果糖的分离因子最大,二者的分离效果最好.温度变化时,膜通量随温度的升高而升高,但右旋糖酐的截留率随温度的上升而下降.适当增大膜面流速有利于增大膜通量和右旋糖酐的截留率.此外,还考察了陶瓷超滤膜在右旋糖酐分离纯化过程中的稳定性.当料液浓度为60g/L时,陶瓷膜在连续12h的运行过程中,膜通量稳定在24L/(m~2·h)左右,分离因子稳定在11.5以上.陶瓷超滤膜在右旋糖酐分离方面展现了良好的应用前景.