一种聚酰胺分离膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种聚酰胺分离膜及其制备方法和应用，该聚酰胺分离膜以有机膜为基底，由具有较长分子尺寸的含联苯结构的二胺单体与均苯三甲酰氯采用界面聚合的方式经化学交联形成的具有聚酰胺网络结构的分离膜；该分离膜的膜结构上具有合适大小的孔洞，在蛋白质分离中具有良好的截留效果，且分离膜上的酰胺结构能够使分离膜具有较好的化学稳定性和热稳定性；与此同时，该聚酰胺分离膜制备方法简单、成本低，可实现批量、快速制备，满足蛋白质分离的要求，具有较好的应用和推广前景。具有较好的应用和推广前景。具有较好的应用和推广前景。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰胺分离膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及蛋白质的分离纯化
，特别涉及一种聚酰胺分离膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]蛋白质在生物体的组成中扮演着重要的角色，同时它往往存在于复杂的溶液体系中，这也就使得在蛋白质的生产过程中蛋白质的提纯过程尤为重要，蛋白质对所处的环境较为敏感，酸碱度、温度等因素的变化都容易使得蛋白质在分离过程中发生变性。目前常用的蛋白质分离纯化方法有沉淀法、离心法、电泳法、离子交换法、色谱法等，但是这些方法也纯在很多问题，比如分离成本过高、设备复杂、过程繁琐、分离效率低等，不利于推广使用(Membr.Sci.Tech.,2011,1
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6；J.Biol.,2010,27,43
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46；Polym Bull.,2015,29
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36)。而膜分离技术因为其具有操作简便、一般不存在相变、经济效益较好、分离系数较大、高效、节能、无二次污染、工作环境温和可在常温下进行、方便放大操作等优点逐渐引起人们的关注。
[0003]膜分离技术所依赖的主要是膜的选择透过性能，在某种推动力作用下，使待分离的混合物中的一种或多种组分透过分离膜，从而达到对混合物的分离作用，并实现产物的提取、纯化、浓缩、分级或富集等目的(Polym.Int.,2003,52,138
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145)。常用的膜分离技术包括微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)等方式，其中大多数膜分离技术使依靠压力差作为推动力完成膜分离过程，在分离膜两侧施加一定的压力差可以使小于膜孔径的溶质以及溶剂通过膜，剩余那些大于膜孔径的组分则会被截留下来(J.Membr.Sci.,2005,249,245
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249)。而且制备分离膜时选用不同的制备方法和不同的材料也会有有不同的效果。
[0004]蛋白质分离膜的制备方法目前主要有相转化法、溶出法、涂敷法(旋涂、喷涂、浸涂)、拉伸法、刻烛法、烧结法、压延成型法、化学聚合法(界面聚合)、原位聚合法、等离子聚合、化学接枝法等。本专利技术选用界面聚合法来制作蛋白质分离膜，是因为界面聚合具有低温、高速、产物分子量高、设备简单、操作方便和对单体纯度和配比要求不高等优点。
[0005]目前常用的分离膜的材料主要有：甲壳素类、聚烯烃类、聚砜类、含氟高分子、纤维素类、聚酰胺类等，其中通过静电纺丝制备纤维类分离膜时目前研究较多的，应用最为广泛的使醋酸纤维素，但由于其分子链中
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COOR在酸碱条件下易发生水解，所以它的化学稳定性和热稳定性较差，易降解，同时存在其纺丝溶剂体系可选择性少、纤维尺寸大、直径分布宽等问题(ACS Appl.Mater.Inter.,2014,6,20958
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20967；J.Memb.Sci.,2015,492,547
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558；J.Eng.Fibers.Fabr.,2014,9,146
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152)。目前更为需要更加稳定的分离膜材料，该膜材料还要同时具有合适大小的孔洞。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种兼具化学稳定性和热稳定性且能够有效分离蛋白质的
聚酰胺分离膜的制备方法。
[0007]本专利技术的另一目的是提供一种采用上述聚酰胺分离膜的制备方法制备得到的聚酰胺分离膜。
[0008]本专利技术的另一目的是提供一种上述聚酰胺分离膜在蛋白质分离中的应用。
[0009]为此，本专利技术技术方案如下：
[0010]一种聚酰胺分离膜的制备方法，其具体步骤如下：
[0011]S1、将二胺单体溶于溶剂中，制得0.5mg/mL～15mg/mL的二胺溶液；其中，二胺单体的化学结构中含有联苯结构，且联苯结构的2,2'位具有取代基；
[0012]S2、向二胺溶液中加入2倍～10倍于含联苯结构的二胺单体的摩尔量的缚酸剂，并混合均匀，得到加有缚酸剂的二胺溶液；
[0013]S3、将基膜先浸泡在溶剂中溶胀至少2h，再置于加有缚酸剂的二胺溶液中浸泡至少0.1h，随后取出并除去膜表面的多余溶液；
[0014]S4、将均苯三甲酰氯溶于烃类溶剂中，制得0.1wt.％～2wt.％的TMC溶液；
[0015]S5、将由步骤S3得到的膜置于TMC溶液中，浸泡至少0.5h；随后取出用膜清洗溶剂漂洗，并自然晾干，得到聚酰胺分离膜。
[0016]基于上述制备过程可知，该聚酰胺分离膜由含有较长分子尺寸的含联苯结构的二胺单体与均三苯甲酰氯在基膜上交联制得；其中，在含联苯结构的二胺单体中，联苯结构具有较大的空间结构，其上的不同取代基为聚合物提供不同的化学性质，具有一定的可设计性；基于此，本申请采用在联苯结构的2,2
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位具有取代基的二胺单体，以通过利用其所具有较大的空间位阻，在一定程度上阻碍联苯结构中单键的旋转，保证二胺单体与均三苯甲酰氯聚合的产物能够更好的形成平面，同时二者在聚合后还可以形成具有合适的孔洞结构，为日用化工膜应用于蛋白质的分离纯化。
[0017]优选，在步骤S1中，含联苯结构的二胺单体采用2,2'
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双(三氟甲基)联苯胺、2,2'
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二甲基联苯胺或2,2'
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二羟基联苯二胺。
[0018]优选，在步骤S1中，溶剂采用甲醇、乙醇、异丙醇、N,N
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二甲基甲酰胺、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、N,N
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二异丙基乙酰胺、N
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甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中至少一种。其中，N
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二甲氨基吡啶优选采用4
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二甲氨基吡啶。
[0019]优选，在步骤S2中，缚酸剂采用氢氧化钠、四丁基氢氧化铵、吡啶、N,N
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二异丙基乙胺、N
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二甲氨基吡啶中至少一种。
[0020]优选，在步骤S3中，基膜采用孔径范围的0.22μm～0.8μm的尼龙6膜、聚醚砜膜、聚砜膜、聚烯烃膜、聚偏氟乙烯膜或聚丙烯膜。
[0021]优选，在步骤S3中，基膜的溶胀时间为2～20h。
[0022]优选，在步骤S3中，基膜的浸泡时间为0.1h～1h。
[0023]优选，在步骤S4中，烃类溶剂采用正己烷、环己烷、正庚烷、甲苯和苯中至少一种。
[0024]优选，在步骤S5中，浸泡时间为0.5h～1.5h。
[0025]优选，在步骤S5中，膜清洗溶剂采用甲醇、纯水、正己烷、乙醇、异丙醇中至少两种，并依次对膜进行漂洗。
[0026]一种采用上述聚酰胺分离膜的制备方法制备得到的聚酰胺分离膜。
[0027]一种采用上述聚酰胺分离膜的应用：该聚酰胺分离膜用于蛋白质分离。
[0028]与现有技术相比，该聚酰胺分离膜由具有较长分子尺寸的含联苯结构的二胺单体与均苯三甲酰氯采用界面聚合的方式交联制备得到，该分离膜的膜结构上具有合适大小的孔洞，且分离膜上的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺分离膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：S1、将二胺单体溶于溶剂中，制得0.5mg/mL～15mg/mL的二胺溶液；其中，二胺单体的化学结构中含有联苯结构，且联苯结构的2,2'位具有取代基；S2、向二胺溶液中加入2～10倍于含联苯结构的二胺单体摩尔量的缚酸剂，并混合均匀，得到加有缚酸剂的二胺溶液；S3、将基膜先浸泡在溶剂中溶胀至少2h，再置于加有缚酸剂的二胺溶液中浸泡至少0.1h，随后取出并除去膜表面的多余溶液；S4、将均苯三甲酰氯溶于烃类溶剂中，配制得到0.1wt.％～2wt.％的均苯三甲酰氯溶液；S5、将由步骤S3得到的膜置于均苯三甲酰氯溶液中，浸泡至少0.5h；随后取出用膜清洗溶剂漂洗，并自然晾干，得到聚酰胺分离膜。2.根据权利要求1所述的聚酰胺分离膜的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，含联苯结构的二胺单体采用2,2'
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双(三氟甲基)联苯胺、2,2'
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二甲基联苯胺或2,2'
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二羟基联苯二胺。3.根据权利要求1所述的聚酰胺分离膜的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，溶剂采用甲醇、乙醇、异丙醇、N,N

【专利技术属性】
技术研发人员：程博闻，任挈势，郭敏杰，樊志，李盛华，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：