分离技术研究进展论文总结

分子印迹技术是在近年来发展起来的一项新兴技术。下面我整理了分子印迹分离技术论文，欢迎阅读!

分子印迹技术及其应用

[摘要]分子印迹技术是在近年来发展起来的一项新兴技术。本文介绍了其基本原理、印迹聚合物的制备及分子印迹技术在膜制备和有机合成等方面的应用。

[关键词]分子印迹技术;分子印迹聚合物;应用

[中图分类号][文献标识码]A[文章编号]1005-6432(2012)49-0053-02

自然界和生物体内分子识别在活性发挥方面起到了重要作用，大多数生物分离技术都依赖于分子识别作用，但是生物识别分子的分离和制备十分困难，而且在操作中对环境要求比较高，人们一直希望合成具有分子识别功能的介质。近年来得到快速发展的分子印迹技术，由于其卓越的分子识别性能和独特的物理、化学、机械特性等优点，已经成为一个热门的研究方向。

1分子印迹技术的原理及特点

分子印迹技术是指将模板分子与选择好的功能单体通过一定作用形成主—客体复合物，然后加入一定量的交联剂和功能单体共同聚合成高分子聚合物。除去模板分子后，刚性聚合物中的空穴记录有模板分子的构型，且功能基团在空穴中的精确排列与模板分子互补，从而对特定的模板分子具有较高的识别能力，而达到分离混旋物的目的。分子印迹分离技术是一种有着特殊专一选择性的新型分离技术。与天然抗体相比，具有高选择性、高强度(即耐热、耐有机溶剂、耐酸碱)、制备简单而且模板分子可回收和重复使用的特点。

分子印迹技术一般包括以下几个步骤：①在一定溶剂中，具有适当功能基团的功能单体通过与模板分子间的相互作用聚集在模板分子周围，形成稳定的复合物。②加入交联剂后，过量的交联剂使得功能单体上的功能基团在特定的空间取向上固定。③将聚合物中的印迹分子洗脱或解离出来得到分子印迹聚合物(见下图)。

2分子印迹聚合物及其制备

分子印迹聚合物是分子印迹技术的核心。简单地说，它是一种人工合成的利用分子印迹技术制备的高分子聚合物。该聚合物拥有与模板分子大小和形状相匹配的立体孔穴，同时孔穴中包含了精确排列的与特定结构的模板分子官能团互补的活性基团。所以分子印迹聚合物具有特异“记忆”功能基团。MIP的制备方法通常有本体聚合、沉淀聚合、表面印迹、溶胶凝胶、两步溶胀等方法。

分子印迹聚合物是近年发展起来的新型重要分子识别材料，功能单体与模板分子形成稳定的复合物，以使交联聚合后把模板分子的结构固定在聚合物的母体中，产生识别位点。此外，功能单体的用量对聚合物的识别性能有较大的影响，但功能单体—模板分子比例过高时，所制备的聚合物具有更紧密的结构和更好的耐溶胀性能。因此，模板分子与功能单体的选择对于分子印迹聚合物的制备至关重要。

模板分子的选择

印迹过程可以形成与模板分子形状及功能基排列互补的孔穴有关，因此研究模板的分子结构对MIP分子识别性能的影响具有重要意义。用小分子芳香族化合物，部分羟基数目及羟基位置不同的羟基苯甲酸化合物为模板分子，采用非共价印迹技术制备了相应的MIP，通过对比研究，探讨了模板分子中作用基团的数目及位置对非共价MIP分子识别能力影响的规律。模板分子中含有较多作用基团有利于得到对模板分子具有高印迹亲和力的印迹聚合物，即得到高印迹效率的MIP。当模板分子中作用基团间能形成分子内氢键时，印迹效率降低。这是由于印迹过程中模板分子的分子内氢键削弱了其与氢键型功能单体丙烯酰胺的结合，从而降低了模板分子的印迹效率。

孙宝维等就模板结构与分子印迹效果间关系提出：大多只有一个极性基团的化合物，与功能单体作用的数目较少，不易产生印迹效应;一般含多个极性基团，少数含一个极性基团并具有一个大的疏水结构的化合物在印迹过程中表现出协同效应;具有多个极性基团，而且同时具备部分刚性和柔性结构的化合物，可更好地与功能单体作用。

功能单体的选择

在制备分子印迹聚合物过程中，选择合适功能单体种类及与模板分子的配比至关重要，下面是几种筛选功能单体的方法。

(1)紫外光谱法

根据紫外光谱原理，当价电子与氢原子形成氢键后，电子的能量会发生变化。同时张力或偶极作用迫使分子轨道发生扭曲变形，电子跃迁概率发生变化，导致吸光度发生变化。因此，根据紫外光谱的变化，可推测模板分子与功能单体间相互作用强度和复合比例等有关信息。

(2)核磁共振法

核磁共振光谱法(NMR)可以提供有关确切作用位点和作用强度的大量信息，是一种更具潜力且准确的筛选方法。模板分子与功能单体相互作用，分子间氢键对模板分子的活泼氢产生强烈束缚作用并使其屏蔽作用变小。通过核磁共振技术测定溶液中功能单体对活泼氢化学位移的影响，从而找出最佳的功能单体和最佳的配比。

(3)荧光光谱法

对于具有荧光性质的模板分子，荧光光谱法是选择功能单体的比较好的方法。荧光供体分子(模板分子)与荧光猝灭剂分子(功能单体)之间借助分子间力，彼此结合形成具有一定结构的不发荧光的基态复合物，而导致荧光强度减弱。即静态荧光猝灭现象。

(4)计算机模拟计算

随着计算机和量子化理论的发展，计算机模拟技术已经应用到分子印迹体系中。这种方法可以大大减少摸索实验的次数，也可以减少不必要的药品浪费。计算机模拟计算最常用半经验计算方法，大致过程为，第1步，用软件优化各种可能的模板分子、功能单体及其复合物的构象，选出最小能量构象。第2步，功能单体与模板分子的相互作用能利用下式计算：ΔE=E(模板分子和功能单体的复合物)-E(模板分子)-E(功能单体)。ΔE越大，说明模板分子与功能单体的作用越易形成氢键，且形成的氢键越牢固。

3分子印迹技术的膜和材料制备方面的应用

新的膜制备技术

(1)多层自组装膜

通过化合物分子之间不同的作用力结合而成。这种作用力主要包括共价或配位作用、氢键、静电力、疏水作用力、π2π堆积作用以及阳离子π吸附作用。多层自组装印迹膜是在印迹聚合物表面通过不同的作用力结合形成膜，然后反复在聚合物混合溶液中进行自组装，形成多层膜结构，将印迹分子洗脱，得到多层自组装印迹膜。自组装方法包括共价(或配位)自组装、氢键自组装、静电自组装。张希等 报道了用光交联法和多层膜自组装方法制备的以5、10、15、202四甲基氨基苯21H、23H 卟啉为印迹分子的多层自组装印迹膜，与其他方法制备的印迹膜相比具有较高的识别能力。 (2)纳米管印迹膜

一种印迹孔穴具有纳米管形状的分子印迹聚合物膜。纳米管印迹膜的出现标志着分子印迹技术又有了新的突破。这种膜的制备是由王小如研究组首先提出的，他们将表面引发原子转移自由基聚合(ATRP)和分子印迹技术原理相结合，使用多孔阳极氧化铝薄膜(AAO)为载体膜并用32氨基丙基三甲氧硅烷进行表面硅烷化处理，将ATRP 引发剂22溴222甲基丙酰溴接枝到AAO 的表面，然后与金属有机催化剂1、4、8、112四氮杂萘并苯铜、功能单体42乙烯吡啶、印迹分子β2雌二醇或孕酮和交联剂的乙腈溶液混合，在N2 保护下进行热聚合得到聚合物膜，除去印迹分子后形成纳米管印迹膜。结果表明，这种结合位点具有纳米级的孔径和几纳米管壁厚度的印迹膜对目标分子具有高选择性、高亲和性、高容量和快速的结合能力。

新的材料制备技术

(1)分子印迹磁性材料

磁性材料从材质上可以分为金属及合金磁性材料和铁氧体磁性材料两大类。铁氧体磁性材料又可以分为多晶结构和单晶结构材料。从应用的功能上来分，磁性材料又可以分为软磁材料、永磁材料、磁记录2矩磁材料、旋磁材料等。结合磁性材料的分子印迹技术制备的MIPs称为磁性分子印迹聚合物，表面修饰过的磁性微球在聚合过程中嵌入MIPs母体中，从而使MIPs具有一定的磁性。MIPs在再识别吸附过程完成后，分离传统MIPs和溶液需要离心或过滤等烦琐的步骤。磁性分子印迹聚合物则只需外加一个磁场即可以实现与溶液分离，其操作简单且分离时间短。在磁性分子印迹技术所应用的磁性粒子主要为Fe3O4。Fe3O4为无机化合物，不能和有机体系相容，因此磁性微球先由聚乙二醇4000/6000等活性组分进行活化得到有机相容性磁性复合微球，磁性复合微球在聚合过程中包埋于MIPs中。也有通过溶胶2凝胶使硅包裹磁性离子。

(2)分子印迹纳米材料

纳米材料是指三维尺度中有一维以上处于纳米量级(1～100nm)，即由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。纳米材料与传统材料相比有较低的熔点、较小的体积、巨大的比表面积、强化学活性和催化活性，此外其还有特殊的比热、光学、电学、磁学、力学等一系列优良的性能。

分子印迹技术利用纳米材料巨大的比表面积制备印迹聚合物，可以充分地暴露印迹识别位点，大大减少吸附过程当中的传质阻力，增强吸附过程的动力学特征，进而提高吸附量。纳米分子印迹聚合物的形式主要为纳米粒子、纳米管和纳米膜。张忠平等以硅为基质通过溶胶凝胶反应分别制得了对TNT有特异性识别的纳米粒子。其制得的纳米粒印迹材料的印迹位点密度大约为普通印迹材料的5倍。其动力学研究表面，纳米印迹粒子达到平衡所用的时间也只为普通印迹材料的1/3。

(3)分子印迹复合材料

多种材料相互补充使复合材料的性能更为优越。除了单一的膜材料、磁性材料和纳米材料外，出现了复合材料如纳米膜材料、磁性纳米材料等。这些复合材料已经应用于分子印迹技术中。王小如等合成了纳米管膜应用于化学分离，并用多孔性氧化铝为模具合成了磁性分子印迹纳米线。复合材料为分子印迹的发展提供了新的动力。

4结论

自20 世纪90 年代以来，MIT 以其高亲和性、高选择性等独特优点迅速吸引了各国研究人员的注意并蓬勃发展，至今已被应用于化学、生物、医学、环境等各大学科及其分支领域之中。MIPs 的合成与应用方法已日趋成熟，但目前的MIT 仍存在着一些问题。如其尚不能将某些类似物完全分离。随着计算化学与计算机模拟技术的发展，建立完整的单体交联剂库，利用虚拟反应来指导MIPs 的合成已成为新的发展趋势。此外，大力发展水相中制备方法，减少对有机溶剂的依赖，不仅能模拟生物体的识别模式，而且会极大地扩展其使用范围。

参考文献：

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空气分离技术论文篇二 深冷技术在空气分离设备设计中的应用 摘 要：随着国民经济的迅速发展及科学技术水平的不断提高，各种新型空气分离设备不断出现，作为空气分离技术中最早出现的技术，深冷技术在其发展中得到了广泛的应用。文章主要对深冷技术的概念、空气分离设备的含义及深冷技术在空气分离设备设计中的应用进行了简要的分析与探究。 关键词：深冷技术;空气分离设备;设计;应用;概念 中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1006-8937(2014)23-0063-02 空气分离技术起源于1985年与1903年德国卡尔・林德教授创造的第一套空气液化设备及10 m3/h(氧)空气分离设备，在其100多年的发展历程中，随着新型技术的不断发展，空气分离设备及技术得到了极大的发展，深冷分离技术在空气分离出现最早的一种技术，经人们的不断研究及革新，在工业生产实践及设备更新中愈加成熟，在国民经济发展中的应用范围也随之更加广泛。 1 深冷技术的概念 深冷技术是指采用冷媒介质作为冷却介质，把淬火后的金属材料的冷却过程继续下去，达到远低于室温的某一温度(-196 ℃)，进而实现金属材料性能发送的目的。近年来，随着空气分离设备设计的不断发展，作为金属工件性能发送的新型工艺技术，深冷技术是现阶段最有效、最经济实用的技术。 在深冷加工中，金属里残余的大量奥体转化为马氏体的形式，尤其是从-196 ℃到室温的过程中过饱和的亚稳定马氏体的过饱和度会下降，析出弥散，超微细碳化物其与基体保持共格关系，电流只有20～60 A，这种现象的产生可以减少马氏体晶格畸变，降低微观应力，在材料塑性变形中细小弥散的碳化物可以对位错运动造成阻碍，进而起到基体组织强化的作用。与此同时，析出超微细碳化物颗粒后要在马氏体基体上进行均匀分布，对晶界脆化作用进行有效减弱，细化基体组织不仅可以对杂质元素在晶界的偏聚程度进行有效减弱，还可以充分发挥晶界强化的作用，进而对工模具性能进行极大改善，提高其硬度、抗冲击韧性及耐磨性。深冷技术的应用不仅体现于工作表面，还在工件内部进行渗入，展现的是整体性效果，基于此，可以对工件进行重模，多次使用。在工件方面，深冷技术的应用还可以对淬火应力进行有效降低及起到尺寸稳定性增强的作用。 2 空气分离设备的含义 随着社会经济的迅速发展及科学技术的不断进步，在空气分离研究等行业的发展中，其装备发展已呈现出大型化的趋势，对空气分离设备配套的要求也越来越高。现阶段，在空气分离设备自主化发展中我国的水平等级已达6万等级，与世界先进水平十分接近。2002年，杭氧的3万等级国产空气分离设备在宝钢集团成功运转，使得我国空气分离设备的竞争力得到了极大的提升，促使国产大型空气分离设备成功对国内市场进行了大范围地占领。 3 深冷技术在空气分离设备设计中的应用 空气深冷分离工艺是采用多塔低温精馏的方式，从压缩空气中制取高纯度的氧、氮等产品。目前在空气分离设备设计中主要有两种存在形式，第一种是常温空气分离设备，这种设备主要是在常温及非低温的状态下进行的，这种常温空气分离设备又可以分为两种不同的形式：变压吸附分离与膜分离。这里要进行分析的就是另一种空气分离设备设计形式，深冷空气分离，这种设备主要应用于温度非常低的情况下。在20世纪50年代，为提升我国国防力量，满足国防需求，我们的深冷空气分离技术及设备都是从苏联引进和仿制，当时仿制的企业为杭州铁工厂。在1953年左右时，我国才成功仿制出了属于自己的深冷空气分离设备。直至今日，我国的空气分离技术及设备制造水平已经得到了极大的发展，并为国民经济的增长贡献着自己的一份力量。目前，深冷空气分离技术主要应用于以下几方面。 压缩空气净化组件 压缩空气净化组件主要的组成成份有高效除油器、冷冻式干燥机、精密过滤器及活动性过滤器。首先空气要在空气压缩机里进行压缩，再在空气缓冲罐中进行作业，然后经过高效除油器将大部分的杂质进行有效去除，杂质主要包括油、水及尘等，在水分进一步去除中可以采用冷冻式干燥机进行，再次进行去油、去尘时可以选用精密过滤器实施操作，最后选用活性炭过滤器进行更深层次地去油工作。 空气缓冲罐 空气缓冲罐组件主要的构成成份有空气缓冲罐与附属阀门仪表。空气缓冲罐在空气分离设备设计中起到的主要作用就是缓冲，对气流脉动起到有效降低。进而使系统压力波动得到降低，使压缩空气能够顺利在压缩空气净化组件中通过，最大限度地将尤、水等杂物进行有效排除。与此同时，在进行吸附塔工作切换过程中，还可以帮助氧氮分离系统在极少时间中得到大量所需的压缩空气，这种技术的应用，可以可以帮助吸附塔中的压力进行迅速上升并达到工作压力，还可以确保机械设备运行的可靠性与稳定性。 氧氮分离系统 构成氧氮分离系统组件主要的成份有吸附塔、压紧装置、附属阀门与仪表电器。选用复合床结构设计中的吸附塔，主要分为两种塔：A塔与B塔，将进口碳分子筛填装进塔内(为提高碳分子筛装填的均匀性可以选用伸展扭转式振动填充方式进行操作)。清洁的压缩空气要先从A塔入口端在碳分子筛的作用下流向出口端，这个时候被其吸附的主要成分有氧气、二氧化碳及水，在吸附塔出口端流出的只有产品氮气。经过时间的不断推移，当A塔内的碳分子筛吸附达到饱和前将会出现自动吸附停止的现象，在B塔中流入清洁压缩空气在进行吸氧产氮，并进行A塔分子筛的再生。通过将吸附塔快速降低到常压脱附的氧气、二氧化碳就水来实现分子筛的再生。在进行A、B塔交替吸附塔再生时，不仅可以促使氧氮分离的完成，还可以不断产生氮气。 氧氮缓冲系统 氧氮缓冲系统组件主要的构成成份有氮气缓冲罐、精密过滤器、流量计、调压阀、放空部件等，氮气缓冲罐主要是将氮氧分离系统中分离出来的氮气压力及纯度进行均衡作用，确保氮气的稳定性并保障连续供给。与此同时，在进行吸附塔切换工作之后，将自身的一些气体进行吸附塔回充作业，这种方式可以有效起到提升吸附塔压力的作用，还能起到对床层的有效保护，在空气分离设备工作时还能起到极大的保护作用。最后进行再次过滤，主要采用精密过滤器进行工作，这样可以最大限度地确保氮气的质量。 作为一种传统的制氮方式，深冷空气分离制氮已经有几十年的发展历程。这种方式主要以空气作为原料，为使空气液化变为液体空气，必须进行严格的压缩、净化，并进行热交换。液体空气主要构成的混合物分两部分组成：液态氧气与液态氮气，通过两者不同的沸点进行液态空气的精馏，将两者进行有效分离并获取氮气。在整个工作操作中深冷空气分离制氮设备及过程十分繁杂，需要占用大范围的土地面积，基础建设成本很高，气体产生的速度很慢，在安装过程中，具有较高要求及较长工作周期。对深冷空气分离设备、安装与基层建筑等方面的因素进行综合分析，当设备低于3 500 N m3/h时，规格一样的PSA装置与深冷空气分离装置在成本投资方面相比，要低出20%～50%之间。在经济适应方面，深冷空气分离制氮装置并不适应中、小规模的工业制氮，主要适应于规模较大的工业制氮。 4 结 语 综上所述，随着科学技术水平的不断提升，我国空气分离设备及技术越来越向大型化、专业化、规模化的发展趋势迈进。深冷技术作为空气分离最重要的分离技术，在确保企业利益最大化的基础上，将深冷技术的能耗量进行有效降低，是空气分离工作的主要任务。 参考文献： [1] 叶必楠.杭氧应用新技术开发系列新产品[J].深冷技术，1996，(4). [2] 姜润民.空气分离设备及低温液化设备的模块化设计和制造[J].深冷技术，1997，(4). [3] Helmut Springmann，毛捷.空气分离设备的现状和展望[J].深冷技术，1974，(3). 看了“空气分离技术论文”的人还看： 1. 化工分离技术论文 2. 大气污染控制技术论文 3. 化工企业技术论文3000字 4. 化工分离技术论文(2) 5. 金属技术论文2000字

膜分离技术在环境工程中的应用探讨论文

摘要：随着科学技术水平的提升，膜分离技术发展的越来越成熟，且应用范围也不断的拓宽，这其中，以环境工程中的应用最为广泛，环境工程中通过应用膜分离技术，可有效地提升环境污染治理及预防的效果，在本文中，论述了各种膜分离技术在环境工程中的具体应用。

关键词：膜分离技术;环境工程;应用

以分离过程为划分依据，膜分离技术中包含多种类型，比如微滤、超滤、纳滤等。通过膜分离技术，可有效地处理环境中的固体、气体污染物，避免这些污染物污染环境，提升环境中的清洁度。环境工程开展的目的在于缓解环境污染的现状，防止环境污染加重，提升环境质量，应用膜分离技术后，可有效地提升工程开展的效果，实现环境质量提升的目的。

一、微滤技术在环境工程中的应用

颗粒、细菌等物质的大小位于 lOLm时，过滤时适合采用微滤技术，此项技术属于筛网过滤，操作过程中，具备比较低的压力，而且能够较好的适应液体，在饮水处理工程中有着比较广泛的应用。传统的过滤技术中，过滤池中需要设置澄清过滤和二沉池，占地面积比较大，但在应用微滤技术后，澄清过滤及二沉池可以直接取消，使得过滤池的占地面积有效缩小，而且如果水质出现比较大的波动时，过滤处理的效果依然比较好。此外，通过膜分离技术，可以良好的处理废水，循环实现闭路，经过处理的'污染水可以再次回收利用，实现废水再利用的同时，节约水资源，并提升资源的利用效率，同时，还可以将环保意识有效地提升。

二、超滤技术在环境工程中的应用

超滤膜的过滤孔直径非常小，最小，最大Inm。环境工程中，应用超滤技术后，物质中含有的固体颗粒、悬浮物可以被有效的过滤清除，同时，大分子物质、胶体的过滤中也可以应用超滤技术，具备比较好的过滤效果。在电泳涂漆废水的处理工程中，广泛的采用超滤技术，通过此种膜分离技术，有效地清除废水中的金属离子杂质，实现废水的回收再利用，提升了废水的再利用效率，并且其再生的可生化性显著增强。需要注意的是，在环境工程在应用超滤技术时，使用的超滤膜及相应的组件通量要比较大，而且所具备的耐高温、抗氧化性能要非常好，当前的超滤技术水平还无法有效地满足这一要求，需要进一步加大研发的力度，实现这一目标。

三、反渗透技术在环境工程中的应用

无论是何种类型的溶质，反渗透膜虽具备的脱除率都非常高，且具备非常高的出水水质，通常，除盐处理工程中经常采用反渗透技术。现阶段，环保领域已经大规模的应用了反渗透技术，主要体现在四个方面，一是改善城市饮用水的水质，二是处理城市污水，三是处理工业废水，四是处理垃圾渗滤液。在垃圾渗滤液中，含有的氨氮、碱度及重金属的浓度非常高，而当氨氮的浓度非常高时，会产生比较大的毒副作用，利用活性污泥法处理垃圾渗滤液时，处理的效果非常差，而应用反渗透技术进行处理时，可以显著的提升处理的效果。现阶段，环境工程应用反渗透技术时，还存在的一定的问题，主要表现在两个方面，一个是膜污染，一个是浓差极化，在今后的研究中，重点在于研究出耐污染、价格低的膜材料，并使新研制的膜材料具备耐高温、抗氧化、超低压的性能。

四、纳滤技术在环境工程中的应用

上世纪八十年代，典型反渗透复合膜出现，随后，经过进一步的研究与开发之后，研制出新型的膜分离技术——纳滤技术，该项技术为分子级技术，位于超滤技术与反渗透技术之间。纳滤技术的过滤过程属于压力驱动型，操作过程中，设置压力时，通常最小设置为，最大时设置为。离子选择性是纳滤膜的一个突出特点，去除二价离子时，去除率可超过95%，但去除一价离子时没去除率仅在40%~ 800/0之间，基于纳滤技术的特点及去除率，在河水有害物质去除、地下水有害物质去除、废水脱色等工程有着比较广泛的应用。在低压状态下，纳滤膜的通量比较高，与反渗透膜相比，仅需比较少的投资成本及操作成本，但利用纳滤技术过滤过程中，纳滤膜较易受到污染，预处理时，需要进水水质比较高，且处理过程比较复杂，使得纳滤技术的应用受到一定的限制。

五、液膜技术在环境工程中的应用

所谓液膜，就是乳液颗粒悬浮在液体中，乳液颗粒层非常薄，膜分离过程中，渗透具有一定的选择性，通过化学反应，萃取和吸附其中的污染物，实现净化。与固膜相比，液膜具有更为快速的传质速度，且具备非常高的选择性和分离效率。在溶液中，如果定分离离子和有机物，适合采用此种技术进行膜分离。当前，医药化工、湿法冶金、废水处理中已经良好的应用液膜分离技术，通过资源化处理的方式，促使废水实现再利用。

六、结论

环境工程中，通过膜分离技术的应用，可有效的减少废水、废气、固体颗粒等对环境的污染，并实现废水的再生利用，有效的增强了环境保护的效果。

参考文献：

[1]陈思贤，曹娟，膜分离技术在水处理环境工程中的应用[Jl.河南科技.2014(16)

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