有机—无机杂化纳滤膜的制备及其在红霉素分离方面的应用

西北工业大学硕士学位论文有机—无机杂化纳滤膜的制备及其在红霉素分离方面的应用姓名：艾晓莉申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：胡小玲20040101摘要本论文主要研究了新型有机一无机杂化纳滤膜的制备及它在红霉素分离方面的应用。研究中以聚乙烯醇为有机材料，正硅酸乙酯和纳米二氧化硅为无机材料，以KH．560作为偶联剂，DL一苹果酸为交联剂，采用溶胶一凝胶法和共混法，制备了聚乙烯醇(PVA)／Si02杂化纳滤膜。探讨了PVA浓度、Si02含量、偶联剂和交联剂含量及交联温度和交联时间对杂化纳滤膜性能的影响。系统分析了PⅥVSi02杂化纳滤膜的结构和分离性能，同时还研究了PVA／Si02杂化纳滤膜的热稳定性能、耐酸碱性能、耐溶剂性能、溶胀性能和机械性能，得到了满意的结果。利用四动态膜性能测试仪测试了PⅥVSi02杂化纳滤膜的纯水通量、红霉素通量和截留率及各种电解质的通量和截留率。通过截留不同分子量的标准物质PEG来确定PVA／Si02杂化纳滤膜的孔径，并用付立叶红外光谱仪、示差扫描量热分析仪、透射电镜和X射线衍射仪对纳滤膜进行了结构表征。针对红霉素发酵液中红霉素的提取分离进行了研究，并对各种操作条件对PVA／Si02杂纳滤化膜分离提纯红霉素的影响进行了系统的分析，取得了有意义和科学价值的研究结果。研究结果表明，制备出的PVA／Si02杂化纳滤膜性能优良，杂化在一定程度上改善了PVA有机纳滤膜的性能。用溶胶一凝胶法制备的PⅥVSi02杂化纳滤膜对红霉素发酵液的三次循环截留率可达87．23％，通量是16L·h-1·in～。结果表明PVA／Si02杂化纳滤膜在红霉素的提纯分离方面有着良好的应用前景。关鳝／aZ．纳滤膜杂化制各结构性能AbstractInthispaper，thepreparationofneworganic—inorganich),bridnanofiltrationmembranesandtheirapplicationinerythromycinfiltrationispresented．UsingPVA．tetraethoxy—silicaneandnano—silicondioxidetopreparepoly(vinylalcoh01)／Si02hybridnanofiltrationmembranesbysol—gelandblendingmethodinwhichKH一560andDL-malicacidisusedascouplingagentandCROSS-linkingagentrespectively．TheroleplayedbyPVAconcentration，SiOzcontent，couplingagentcontentandCROSS—linkingconditionintheformationofhybridnanofiltrationmembranesisinvestigated，Thestructureandseparationperformanceofthehybridnanofiltrationmembranesareresearchedsystematically，Waterflux，erythromycinretentionandflux，electrolyteretentionandfluxareinvestigatedbyQuadri—DynamicInstrument．MeshsizeismeasuredbyretentionofPEGthathasdifferentmolecularweights．MicrostructureofnanofiltrtionmembranesischaracterizedbyFTIR，DSC，TEMandX—raydiffraction．Andtheheatresistance，acid—baseresistance，solventresistance，swellingandmechanicalpropertiesofthehybridnanofiltrationmembranesaleinvestigated．Thentheeffectonfltrationandpurificationoftheerythromycinindifferentoperationconditionsisdiscussed．Theresultspresentedhereofferalloutstandingnanfiltrationmembraneandshowthattheperformanceofnanofiltrationmembraneisimprovedbyhybridization．Thetri·-cycleerythromyeinretent