原位热聚合制备

[align=center][b][color=#000099]一、制备型GPC在聚合物分离制备中的探索[/color][/b][/align][align=center][b][color=#000099][/color][/b][/align][align=left] 作为材料与化学领域专业的综合型科技服务商，微谱集团拥有比较全面的样品分离与分析技术。随着样品组成的复杂度的提高，多种聚合物混合无法分离导致聚合物结构无法精确解析,而目前制备型色谱只能分离分子量较低的化合物，对于高分子聚合物的分离制备/纯化一直是分析领域的难点。微谱技术工程师就此难点借助制备型GPC对聚合物的分离制备进行了探索研究。（Fig.1)[/align][align=center][img=,690,584]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807020911077419_5995_2879355_3.jpg!w690x584.jpg[/img][/align][align=center][/align][align=center][b][color=#000099]二、制备型GPC对聚合物分离制备的基本原理[/color][/b][/align][align=left] 如 Fig. 2所示，制备型GPC的方法研发的基本原理：经过前处理的样品进入制备型GPC中，首先通过色谱柱将各组分进行分离，然后利用馏分收集器进行分段收集，达到分离纯化的目的，最后运用IR、PGC、NMR、分析型GPC等方法对收集好的纯度较高的组分进一步表征。[/align][align=center][/align][align=center][img=,690,460]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807020915235972_6501_2879355_3.jpg!w690x460.jpg[/img][/align][align=center][/align][align=center][b][color=#000099]三、分离制备方法演示[/color][/b][/align][align=left] 如 Fig. 3所示，万能胶样品进入制备型GPC中进行组分分割，然后分段收集各组分，得到如Fig. 4所示的组分分割收集图，达到分离纯化作用，接着运用其他分析仪器对收集到的各分离组分进行表征，如Fig. 5的分析型GPC得到了SBS混合物与松香树脂表征结果，Fig. 6的FTIR得到了松香甘油酯的表征结果。[/align][align=left][/align][align=center][img=,690,353]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807020917580739_7984_2879355_3.jpg!w690x353.jpg[/img][/align][align=center][/align][align=center][/align][align=center][img=,690,349]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807020919274139_446_2879355_3.jpg!w690x349.jpg[/img][/align][align=center][/align][align=center][img=,690,378]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807020919440615_178_2879355_3.jpg!w690x378.jpg[/img][/align][align=center][/align][align=center][img=,690,396]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807020919599491_648_2879355_3.jpg!w690x396.jpg[/img][/align][align=center][/align][align=center][b][color=#000099]四、分离制备效果对比案例—分子量相近的聚合物分离[/color][/b][/align][align=left] 如 Fig. 7所示，浓度为0.3mg/ml的SBS混合物在分析型GPC色谱图中10W和40W分子量的SBS出峰时间接近，两者在制备型GPC色谱图中的出峰更是完全重叠在一起（Fig. 8），通过增加切割段数的方式对其进行分离收集，得到了如Fig. 9所示的分析型GPC色谱图，10W和40W的SBS色谱峰明显分离。[/align][align=left][/align][align=center][img=,690,431]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807020921532884_4008_2879355_3.jpg!w690x431.jpg[/img][/align][align=center][/align][align=center][img=,690,477]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807020922095462_2132_2879355_3.jpg!w690x477.jpg[/img][/align][align=center][/align][align=center][img=,690,419]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807020922280682_203_2879355_3.jpg!w690x419.jpg[/img][/align][align=center][/align][align=center][color=black] 如 [/color][color=black]Fig. 10[/color][color=black]所示，浓度为[/color][color=black]0.2mg/ml[/color][color=black]的[/color][color=black]1K[/color][color=black]、[/color][color=black]2K[/color][color=black]和[/color][color=black]5K[/color][color=black]的聚醚混合物在分析型[/color][color=black]GPC[/color][color=black]色谱图中可以看到明显的三个色谱峰，三者在制备型[/color][color=black]GPC[/color][color=black]色谱图中也有三个色谱峰（[/color][color=black]Fig. 11[/color][color=black]），通过制备分离后三者在分析型[/color][color=black]GPC[/color][color=black]色谱图中的显示如[/color][color=black]Fig. 12[/color][color=black]所示，三个色谱峰分离明显。[/color][color=black][img=,690,411]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807020923098322_3496_2879355_3.jpg!w690x411.jpg[/img][/color][/align][align=center][/align][align=center][img=,690,463]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807020923311722_3426_2879355_3.jpg!w690x463.jpg[/img][/align][align=center][/align][align=center][img=,690,410]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807020923434595_2705_2879355_3.jpg!w690x410.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#000099]五、总结[/color][/b][/align][color=black][b] [/b]微谱技术制备型[/color][color=black]GPC[/color][color=black]在聚合物分离制备中的方法研发已取得较大进展，其可以对多种聚合物共混体系（[/color][color=black]SBS/SEBS/SIS/EVA[/color][color=black]，聚氨酯，丙烯酸酯[/color][color=black]/[/color][color=black]环氧[/color][color=black]/UV[/color][color=black]胶[/color][color=black]/[/color][color=black]混合聚醚等）的样品进行分离制备，并对制备出来的样品进行[/color][color=black]FTIR/NMR/MALDI-TOF[/color][color=black]等测试，从而得到各类聚合物的清晰的结构信息，可为高校的科学研究、企业产品研发及产品质量控制提供依据。[/color][b]声明：本文资料为“上海微谱化工技术服务有限公司”原创，[color=#333333]未经允许不得私自转载。否则我司将保留追究其法律责任的权利。[/color][color=#333333][/color][/b]

[align=center][font=黑体]铝灰制备聚合氯化铝工艺研究[/font][/align][align=left][b][font=黑体]摘要[/font][/b][font=黑体]：[/font][font=黑体]铝灰作为电解铝行业生产加工过程中的重要固体废弃物，产生巨大，铝灰在存储、处理方面带来很多环境问题，因此铝灰无害化、资源化处理迫在眉睫。本文介绍了以铝灰为原料，采用酸溶法制备聚合氯化铝的工艺研究，通过对不同处理方法产生的铝灰进行试验，完善各项工艺参数的调整和验证，达到实验室条件下制备聚合氯化铝净水剂的最佳条件，从而探索出适合制备聚合氯化铝产品的前期处理方法及后期工艺技术。[/font][/align][b][font=黑体]关键词[/font][/b][font=黑体]：铝灰；氧化铝；变废为宝；聚合氯化铝；净水剂[/font][b][font=黑体]中图分类号：TQ314.2 文献编识码：B [/font][/b][align=left][b][font=黑体]前言[/font][/b][font=宋体]随着我国工业的发展以及科技的进步，人们在生活中对铝产品的需求量日益增加，而在铝生产加工过程中产生一种附加产物——铝灰，铝灰中含有大量具有经济价值的氧化铝、金属铝、氮化铝，是一种可再生的资源，但其本身也是含有一定量有毒金属元素的危废，已经列入《国家危险废弃物名录》，传统的填埋处理方式不仅会对环境造成极大的污染和破坏[sup][1][/sup]，同时也造成了资源[sup][2][/sup]的浪费。我司是一个集电解铝、铝精深加工为一体的大型企业，每年会产生大量的铝灰，因此将铝灰“变废为宝”成为一个新的课题，也是为公司寻找新的利润增长点的一个方向，是资源最大化的必走之路，同时也符合“科学发展观”、“建设绿色环保生态工厂”的积极性倡导。[/font][font=宋体]由于全球环境的污染，人们的环保意识不断提高，污水处理以及饮用水的净化现在已经是一个全球共同关注的课题。中国作为一个发展中国家，上世纪以来工业发展迅猛，某种程度上忽略了对生态的影响，饮用水的质量通常得不到保障；在发达国家，由于长期使用化学净水剂，残留在水中的化学物质通过日积月累，可能对人体健康造成一些潜移默化的伤害，同时净水之后的残渣无法很好地处理，也造成了不容忽视的环境问题。聚合氯化铝是一种新型净水材料，是目前国内外广泛使用的无机高分子絮凝剂，具有用量少、产生污泥少、除浊效果好、对出水pH值影响小等优点。[/font][font=宋体]巩义周边分布较多化工企业，化工企业在生产过程中，会产生大量废酸，废盐酸是其中一种，对化工企业而言没有大的附加价值，且废酸处理成本较大，废盐酸易挥发且具有强烈腐蚀性，如果处理不当容易对周边环境造成污染和破坏，也会对周边居民的身体健康状况造成影响。我司可以较低价格购进废酸，用来与本公司铝加工过程中产生的铝灰反应制备净水剂，利用铝灰中的铝、硅等元素在水[/font][font=宋体]中可形成大量带电胶团的性质，制备聚合氯化铝絮凝剂[sup][3-4][/sup],从而实现将铝灰无害化、资源化处理[sup][5][/sup]。同时也解决了铝灰和废酸带来的生态环保等社会问题，体现我司在环境保护、建设绿色生态园林企业的社会担当。[/font][font=宋体]聚合氯化铝(PolyaluminumChoride,PAC)是一种无机高分子含有不同量羟基的多核高效混凝剂，是一种介于AlCl[sub]3[/sub]和Al(OH)[sub]3[/sub]之间的水溶性无机高分子聚合物，其分子通式为[Al[sub]2[/sub](OH)[sub]n[/sub] Cl[sub]6-n[/sub]x (H[sub]2[/sub]O)] [/font][sub][font=宋体]m[/font][/sub][font=宋体]，其中m代表聚合程度，n代表聚合氯化铝氯化铝的中性程度。具有分子结构大、吸附能力强、凝聚力强、形成絮体大等优点[sup][6][/sup]，对管道无腐蚀性，净水效果明显，能够有效去除水中有色物质及重金属离子，广泛应用于饮用水、污水处理等领域[sup][7][/sup]。[/font][font=宋体]制备聚合氯化铝原料按来源可以分为：含铝矿石（如铝土矿）、工业含铝废料（如铝灰）、含铝化工产品及中间体（如结晶氢氧化铝）。合成方法根据原料的不同又可以分为：金属铝法、活性氢氧化铝法、氧化铝法、氯化铝法等。按照生产工艺又分为：酸溶法、碱溶法、中合法。本文主要以火法、湿法处理后的铝灰为原料，采用酸溶法，开展实验，探索出何种铝灰处理工艺适合做聚氯化铝产品[sup][8][/sup]。[/font][/align][align=left][font=宋体][b][font=黑体]1 [/font][font=黑体]实验材料与方法[/font][/b][font=黑体]1.1[/font][font=黑体]主要原料与仪器设备[/font][font=宋体]1.1.1[/font][font=宋体]铝灰：我司铝灰来源为电解铝灰、铝加工1、8系铝灰、3系铝灰、5系铝灰、再生铝铝灰。本文采用三种不同的铝灰展开试验，1#经火法处理后的再生氧化铝铝灰、2#经湿法处理后的高铝料铝灰、3#未经处理的二次铝灰。[/font][font=宋体]1.1.2 [/font][font=宋体]主要设备：电子天平（AL204梅特勒-托利多（上海）有限公司）；恒温磁力搅拌器（78HW-1江苏金坛市金城国胜实验仪器厂）；抽滤装置（GG-17抽滤瓶1000ml）；电热恒温鼓风干燥箱（DHG-9070A型上海一恒科学仪器有限公司）。[/font][font=黑体]1.2[/font][font=黑体]实验方法[/font][/font][/align][align=left][font=宋体][font=黑体][font=华文宋体]1.2.1 [/font][font=宋体]聚合氯化铝制备工艺[/font][font=宋体]聚合氯化铝在制备方法上，有不同的合成路径，按照同一种制备原料——铝灰渣和废盐酸的生产工艺，反应后的混合物可经长时间恒温熟化，从而提高产品的氧化铝浓度和盐基度，也可通过添加铝酸钙的生产工艺提高产品聚氯化铝的氧化铝浓度和盐基度，本文采用第二种生产工艺展开探究。[/font][font=宋体]分别称取1#、2#、3#样品40g，置于500ml烧杯中，一定量的废盐酸和水，置于恒温磁力搅拌器[/font][font=宋体]上于一定温度下反应若干小时，反应完全后冷却，使用抽滤装置进行抽滤，将上清液与残渣分离，残渣用来与青石粉制备偏铝酸钙，将制成的偏铝酸钙加入第一步分离的上清液中，继续恒温反应若干小时后，使用抽滤装置进行抽滤，将上清液与残渣分离，上清液即为PAC液体，将上清液至于电热恒温鼓风干燥箱中进行干燥，得到聚合氯化铝固体产品。其工艺流程图如图1所示:[/font][/font][/font][/align][align=center][font=宋体][font=黑体][font=宋体][img=,690,214]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011537089487_9751_3237657_3.png!w690x214.jpg[/img][/font][/font][/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体][font=楷体]图1 制备聚合氯化铝工艺流程图[/font][/font][/font][/align][align=left][font=黑体][font=楷体][font=宋体]1.2.2 [/font][font=宋体]偏铝酸钙的制备工艺[/font][font=宋体]将一次过滤后的含水量约50%一次滤渣与青石粉按照6∶4的比例搅拌混匀，于1300℃高温煅烧2h，自然冷却后，研磨成粉。[/font][font=黑体]1.3 [/font][font=黑体]试验原理[/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体]本实验选用了三种不同的铝灰， 1#经高温处理的再生氧化铝铝灰、2#经处理后的高铝料铝灰、3#未经处理的二次铝灰。氮化铝遇水后，发生水解反应，放出氨气：[/font][/font][/font][/align][align=left][font=宋体]AlN+3H[sub]2[/sub]O=Al(OH)[sub]3[/sub]+NH[sub]3[/sub] (1)[/font][/align][align=left][font=宋体]水洗滤渣在盐酸溶液中的溶出反应如下：[/font][/align][align=left][font=宋体]2Al+6HCl=2AlCl[sub]3[/sub]+3H[sub]2[/sub] (2)[/font][/align][align=left][font=宋体]Al[sub]2[/sub]O[sub]3[/sub]+6HCl=2AlCl[sub]3[/sub]+3H[sub]2[/sub]O (3)[/font][/align][align=left][font=宋体]Al(OH)[sub]3[/sub]+3HCl=AlCl[sub]3[/sub]+3H[sub]2[/sub]O (4)[/font][/align][align=left][font=宋体]（2-n/4）AlCl[sub]3[/sub]+n/2H[sub]2[/sub]O+n/8Ca（AlO[sub]2[/sub]）[sub]2[/sub]→Al[sub]2[/sub](OH)nCl[sub]6-n[/sub]+n/8CaCl[sub]2[/sub] (5)[/font][/align][font=黑体]1.4 [/font][font=黑体]分析方法[/font][font=宋体]本实验中液体或固体聚合氯化铝中氧化铝含量及盐基度的测定均采用GB/T 22627-2014分析标准进行。[/font][align=left][font=宋体][font=黑体]2[font='Times New Roman'] [/font][/font][font=黑体]实验过程及分析[/font][font=黑体]2.1 [/font][font=黑体]单因素优选实验[/font][font=宋体]2.1.1 [/font][font=宋体]原料配比的确定[/font][font=宋体]在反应温度为85℃，熟化聚合温度为70℃，反应时间为2h，熟化聚合时间为2h的条件下，综合试验了不同的原料配比，对PAC性能的影响结果如图2所示。[/font][font=宋体]由图2可见，随盐酸加入量的增多，产品中氧化铝质量分数随之增加，这是由于酸溶阶段主要是铝灰中的单质铝和氧化铝与废盐酸发生反应，当废盐酸的加入量增加时，有利于反应的正向进行；单一从理论上出发，盐酸用量在一定范围内越大，铝灰中单质铝与氧化铝的溶出率越高。但从实际生产而言，盐酸加入量越大，可能造成不能完全反应，浪费了生产成本，且盐酸是挥发性酸，高温下挥发的酸形成酸雾，会对实验工作环境造成危害，同时对现场操作人员的健康造成不利的影响。另外一方面，随着加入废盐酸的量的增多，H[sup]+[/sup]浓度会越大，游离酸越多，产品的盐基度逐渐下降；盐酸加入量过少时，产品浑浊，液渣分离操作难度大。因此选[font=宋体]择最佳的原料配比是尤为重要的，经过实验数据的对比，选定原料配比铝灰、盐酸、水的最佳配比为20∶60∶80。[/font][/font][/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体][font=宋体][img=,469,283]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011540049329_4319_3237657_3.png!w469x283.jpg[/img][/font][/font][/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体][font=宋体][/font][/font][/font][/align][align=center][font=楷体]图2 原料配比对PAC性能的影响[/font][/align][font=楷体]m[/font][font=楷体]（铝灰g）∶V1（盐酸ml）∶V2(水ml) 1 20∶30∶80 [/font][font=楷体]2 20∶40∶80 3 20∶50∶80 4 20∶60∶80 [/font][font=楷体]5 20∶70∶80[/font][font=宋体]2[/font][font=宋体].1.2 [/font][font=宋体]反应温度的确定[/font][font=宋体]在选定原料配比[/font][font=宋体]m∶V[/font][sub][font=宋体]1[/font][/sub][font=宋体]∶V[/font][sub][font=宋体]2[/font][/sub][font=宋体]=20[/font][font=宋体]∶6[/font][font=宋体]0[/font][font=宋体]∶8[/font][font=宋体]0[/font][font=宋体]条件下，反应时间为[/font][font=宋体]2h，[/font][font=宋体]熟化温度[/font][font=宋体]70[/font][font=宋体]℃，[/font][font=宋体][font=宋体]熟化聚合时间为[/font]2h[/font][font=宋体][font=宋体]，单一调控反应温度进行实验，研究的反应温度对[/font]P[/font][font=宋体]AC[/font][font=宋体][font=宋体]的性能指标的影响，结果如图[/font]3所示：[/font] [align=center][img]file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml5444\wps3.jpg[/img][font=华文宋体] [img=,465,278]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011532246174_1801_3237657_3.png!w465x278.jpg[/img][/font][/align][align=center][font=楷体]图[/font][font=楷体]3 [/font][font=楷体]反应温度[/font][font=楷体][font=楷体]对[/font]PAC性能的影响[/font][/align][font=宋体]由图[/font][font=宋体]3可见，随着反应温度的升高，产品中氧化铝质量分数和盐基度均随之上升，但结合实验的其他现象，反应温度超过90℃后，盐酸和水挥发较快，造成反应物损失，产品质量明显减少，[/font][font=宋体][font=宋体]产品[/font]P[/font][font=宋体]AC[/font][font=宋体]的性能将下降，也就是铝在水解过程中将会转化成更高聚合度的形态，[/font][font=宋体][font=宋体]且产品呈现粘性浑浊液体状态，难以将固液有效分离。综合考虑，本阶段反应温度以[/font]85℃为最佳反应温度。[/font][font=宋体]2[/font][font=宋体].1.3 [/font][font=宋体]反应时间的确定[/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体]在选定原料配比[/font][font=宋体]m∶V[/font][sub][font=宋体]1[/font][/sub][font=宋体]∶V[/font][sub][font=宋体]2[/font][/sub][font=宋体]=20∶60∶80条件下，反应温度为85℃，熟化聚合时间为2h，[/font][font=宋体]熟化温度[/font][font=宋体]70℃，单一调控[/font][font=宋体]反应时间[/font][font=宋体]进行试验，[/font][font=宋体]研究反应时间的长短对[/font][font=宋体]PAC的性能指标的影响，结果如图4所示：[/font][align=center][img=,466,282]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011532386484_1319_3237657_3.png!w466x282.jpg[/img][/align][align=center][font=楷体]图[/font][font=楷体]4 反应时间对PAC性能的影响[/font][/align][font=宋体]由图[/font][font=宋体]4可以看出，反[/font][font=宋体]应[/font][font=宋体]初期，盐酸浓度大，反应物充分，铝灰与盐酸反应速率较快，聚合氯化铝的氧化铝质量分数和盐基度呈正向增加趋势，此时，反应物浓度大，推动反应正向进行，反应速率快，随着反应的进行，反应物盐酸被不断[/font][font=宋体]地[/font][font=宋体][font=宋体]消耗，其浓度降低，反应产物浓度增加，抑制了正向进行速率，当反应时间达到[/font]2h时，反应物几乎最大程度被消耗完，盐基度也到达了最高。因此，综合考虑反应的能耗、时间成本等因素，[/font][font=宋体]本阶段[/font][font=宋体][font=宋体]最佳反应时间为[/font]2h。 [/font][font=宋体]2[/font][font=宋体].1.4 [/font][font=宋体]聚合温度的确定[/font][font=宋体]在选定原料配比[/font][font=宋体]m∶V[/font][sub][font=宋体]1[/font][/sub][font=宋体]∶V[/font][sub][font=宋体]2[/font][/sub][font=宋体]=20∶60∶80条件下，反应时间为2h，[/font][font=宋体][font=宋体]反应温度为[/font]8[/font][font=宋体]5[/font][font=宋体]℃，[/font][font=宋体][font=宋体]熟化聚合时间为[/font]2h[/font][font=宋体][font=宋体]，单一调控熟化聚合温度进行试验，[/font][font=宋体]研究熟化聚合温度对[/font][/font][font=宋体]PAC的性能指标的影响，结果如图5所示：[/font][align=center][img]file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml5444\wps5.jpg[/img][font=华文宋体] [img=,465,278]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011532486665_6908_3237657_3.png!w465x278.jpg[/img][/font][/align][align=center][font=楷体]图[/font][font=楷体]5 [/font][font=楷体]聚合温度对[/font][font=楷体]PAC性能的影响[/font][/align][font=宋体]由图[/font][font=宋体]5可以看出，随着熟化聚合温度的升高，产品聚合氯化铝中氧化铝质量分数与盐基度等参数呈现明显的先上升后下降的趋势，聚合温度过低，反应不充分，聚合程度低；聚合温度过高会破坏聚合态结构，导致部分聚合物分解，熟化聚合温度达到70℃时，产品聚合氯化铝中氧化铝含量和盐基度达到最高值，综合考虑，确定聚合温度70℃为[/font][font=宋体]本[/font][font=宋体]阶段最佳反应条件。[/font][font=宋体]2[/font][font=宋体].1.5 [/font][font=宋体]聚合时间的确定[/font][font=宋体]在选定原料配比[/font][font=宋体]m∶V[/font][sub][font=宋体]1[/font][/sub][font=宋体]∶V[/font][sub][font=宋体]2[/font][/sub][font=宋体]=20∶60∶80条件下，反应温度为85℃，[/font][font=宋体][font=宋体]反应时间[/font]2[/font][font=宋体]h[/font][font=宋体]，[/font][font=宋体]熟化[/font][font=宋体]聚合[/font][font=宋体][font=宋体]温度[/font]70℃，[/font][font=宋体]单一调控熟化聚合时间变量，研究熟化聚合时间对[/font][font=宋体]PAC的性能指标的影响，结果如图6所示：[/font][font=宋体][font=宋体]由图[/font]6可以看出，随着聚合熟化时间的延长，产品中氧化铝含量和盐基度均呈上升趋势，当聚合时间达到2[/font][font=宋体]h[/font][font=宋体][font=宋体]后，产品氧化铝含量和盐基度指标均到达预期值，继续延长熟化聚合时间产品指标增幅不大，出于生产效率和成本的综合考虑，熟化聚合时间[/font]2[/font][font=宋体]h[/font][font=宋体]为本阶段最佳反应条件。[/font][align=center][img=,466,281]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011533076037_6078_3237657_3.png!w466x281.jpg[/img][/align][align=center][font=楷体]图[/font][font=楷体]6 聚合[/font][font=楷体]时间[/font][font=楷体][font=楷体]对[/font]PAC性能的影响[/font][/align][font=黑体]2.1 [/font][font=黑体]经过不同处理方式的铝灰试验结果[/font][font=宋体]在选择最佳试验原料配比和试验条件下，原料配比[/font][font=宋体]m∶V[/font][sub][font=宋体]1[/font][/sub][font=宋体]∶V[/font][sub][font=宋体]2[/font][/sub][font=宋体]=20∶60∶80[/font][font=宋体][font=宋体]，反应温度为[/font]8[/font][font=宋体]5[/font][font=宋体]℃，反应时间2[/font][font=宋体]h[/font][font=宋体][font=宋体]，熟化聚合温度[/font]7[/font][font=宋体]0[/font][font=宋体]℃，熟化聚合时间2[/font][font=宋体]h[/font][font=宋体]，将三种铝灰进行原料中氧化铝含量的分析测定和同种工艺制备聚合氯化铝[/font][font=宋体]，与国标《水处理剂聚氯化铝》对比，产品均达到国标要求[/font][font=宋体][color=#ff0000]。[/color][/font][font=宋体][font=宋体]结果数据汇总如表[/font]1、表2：[/font][font=楷体][/font][align=center][font=楷体][font=楷体]表[/font]1[/font][font=楷体] [/font][font=楷体]三种不同原料实验数据对比[/font][/align][font=楷体][/font][table][tr][td=1,2][font=楷体]样品名称[/font][/td][td=4,1][font=楷体]氧化铝质量分数/[/font][font=楷体]%[/font][/td][td=1,2][font=楷体] [/font][font=楷体]可溶度/[/font][font=楷体]%[/font][/td][td=1,2][font=楷体] [/font][font=楷体]浸出率/[/font][font=楷体]%[/font][/td][/tr][tr][td][font=楷体]原料[/font][/td][td][font=楷体]P[/font][font=楷体]AC[/font][font=楷体]固体[/font][/td][td][font=楷体]滤渣[/font][/td][td][font=楷体]铝酸钙[/font][/td][/tr][tr][td][font=楷体]1[/font][font=楷体]#[/font][/td][td][font=楷体]6[/font][font=楷体]8.33[/font][/td][td][font=楷体]8[/font][font=楷体].5[/font][/td][td][font=楷体]6[/font][font=楷体]3.37[/font][/td][td][font=楷体]5[/font][font=楷体]7.78[/font][/td][td][font=楷体]6[/font][font=楷体].75[/font][/td][td][font=楷体]4[/font][font=楷体].8[/font][/td][/tr][tr][td][font=楷体]2[/font][font=楷体]#[/font][/td][td][font=楷体]6[/font][font=楷体]9.86[/font][/td][td][font=楷体]2[/font][font=楷体]1.03[/font][/td][td][font=楷体]5[/font][font=楷体]9.26[/font][/td][td][font=楷体]5[/font][font=楷体]9.26[/font][/td][td][font=楷体]3[/font][font=楷体]1.99[/font][/td][td][font=楷体]4[/font][font=楷体]9.17[/font][/td][/tr][tr][td][font=楷体]3[/font][font=楷体]#[/font][/td][td][font=楷体]7[/font][font=楷体]8.2[/font][/td][td][font=楷体]2[/font][font=楷体]0.76[/font][/td][td][font=楷体]4[/font][font=楷体]7.37[/font][/td][td][font=楷体]5[/font][font=楷体]9.83[/font][/td][td][font=楷体]5[/font][font=楷体]2.00[/font][/td][td][font=楷体]5[/font][font=楷体]4.00[/font][/td][/tr][/table][font=楷体][/font][font=楷体][/font][align=center][font=楷体][font=楷体]表[/font]2[/font][font=楷体] [/font][font=楷体][font=楷体]产品与国标[/font]GB/T 22627-2014对比[/font][/align][font=宋体][/font][table][tr][td][align=center][font=宋体]指标名称[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]Al2O3/%[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]水不容物含量/%[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]PH值（10g/L水溶液）[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]Fe含量/%[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]Pb含量/%[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]As含量/%[/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]标准要求[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]≥6[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]≤0.4[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]3.5-5.0[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]≤3.5[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]≤0.002[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]≤0.0005[/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]#1[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]8.5[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]0.25[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]4.1[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]0.7[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]-[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]-[/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]#2[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]21.03[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]0.1[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]4.05[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]0.72[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]-[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]-[/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]#3[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]20.76[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]0.1[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]4.1[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]0.65[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]-[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]-[/font][/align][/td][/tr][/table][font=宋体][/font][font=宋体][font=宋体]由表[/font]1看出，三种原料虽然固有氧化铝含量均很高，但是不同的处理工艺对铝灰中氧化铝的性能造成不同的影响，1[/font][font=宋体]#[/font][font=宋体][font=宋体]铝灰经火法处理后的铝灰在制备聚氯化铝时溶解度、浸出率都很低，产品率低，不适合作为制备聚合氯化铝的原料，[/font]2[/font][font=宋体]#[/font][font=宋体][font=宋体]和[/font]3[/font][font=宋体]#[/font][font=宋体]铝灰通过数据可以看出均适合作为制备聚合氯化铝的原料，但是[/font][font=宋体]3#[/font][font=宋体]铝灰是未经处理的铝灰，若直接进行酸溶反应，反应较为剧烈，具有很大的危险性，也不符合环保要求。必须经过湿法脱氨除氮处理后方可进行下一步的生产。[/font][font=宋体][font=宋体]根据表[/font]2数据显示，我司铝灰实验室制备聚合氯化铝产品各项产品指标均满足国家标准要求[/font][font=宋体][color=#ff0000]。[/color][/font][font=黑体]3 [/font][font=黑体]实验结论[/font][font=宋体]1、[/font][font=等线][font=等线]以铝灰和废盐酸为原料，采用酸溶法制备聚合氯化铝，通过单因素优选实验，得出铝灰和废盐酸反应制备聚合氯化铝的最佳工艺参数为：[/font][font=等线]原料配比[/font][/font][font=宋体]m∶V[/font][sub][font=宋体]1[/font][/sub][font=宋体]∶V[/font][sub][font=宋体]2[/font][/sub][font=宋体]=20∶60∶80[/font][font=宋体][font=宋体]，反应温度为[/font]8[/font][font=宋体]5[/font][font=宋体]℃，反应时间2[/font][font=宋体]h[/font][font=宋体][font=宋体]，熟化聚合温度[/font]7[/font][font=宋体]0[/font][font=宋体]℃，熟化聚合时间2[/font][font=宋体]h[/font][font=宋体][font=宋体]，[/font][font=宋体]在该最佳条件下，采用[/font]2[/font][font=宋体]#[/font][font=宋体][font=宋体]铝灰制备，得到液体[/font]P[/font][font=宋体]AC[/font][font=宋体]氧化铝质量分数[/font][font=宋体]8.09%[/font][font=宋体]，盐基度[/font][font=宋体]53.01%[/font][font=宋体]2、[/font][font=宋体]3#[/font][font=宋体][font=宋体]未经处理的二次铝灰，直接进行酸溶反应，由于[/font]A[/font][font=宋体]lN[/font][font=宋体]的水解行为，反应现象剧烈，操作上存在一定的危险性，应经前期湿法脱氨固氮处理后再进行酸溶反应。[/font][font=宋体]3、采用自制偏铝酸钙可高效、经济地调节铝灰及聚合氯化铝的盐基度，节约时间成本，提高生产效率，减少废渣产生。[/font]

本人在水溶液中合成了一批聚合物囊泡，滴铜网，吸干，液氮生冷，油泵抽真空，去拍电镜发现没东西，不知道是不是纳米粒子被泵抽走了？而使用自然挥发的样品，能看出囊泡结构，但不清晰，囊泡壁糊的且囊泡之间有粘连。之后采用磷钨酸染色2 min，液氮生冷抽真空的方法拍出的样品清晰（正染），粒子之间无粘连，但和自然挥发的比较，囊泡壁变厚，初步怀疑是磷钨酸和囊泡亲水段上的酰胺键发生作用。目前以探索多种制样手段，发现效果不理想，且学校没有Cryo-TEM，请教一下各位同仁， 不知道该如何制备样品最能体现其本征形貌？

[font=宋体] pH [/font][font=宋体]响应聚合物研究进展[/font][font=宋体]1. pH [/font][font=宋体]响应聚合物概述[/font][font=宋体]一般而言，外界 pH 值的变化会导致生物大分子的水溶性或构象发生变化，因此具有类似结构的聚合物也能对环境的 pH 值变化做出相应的响应。该类聚合物具有 pH 响应的关键因素是一般主链上都含有大量对 pH 敏感的基团（弱电解质基团）如羧酸基、氨基、吡啶、咪唑基等。当外界环境的 pH 或离子浓度发生变化时，这些基团可以接受或释放质子来响应外界环境中 pH 的变化[76]。聚合物通过接受或给予质子导致其分子解离程度发生改变，造成聚合物分子的质子化或去质子化平衡发生移动，从而影响聚合物链的溶解性[77-78]。[/font][font=宋体]按照 pH 响应聚合物分子链中含有基团的性质 pH 响应聚合物可分为两大类：弱有机酸类和弱有机碱类[79]。弱有机酸类聚合物（如羧酸基）能在较低的 pH 值时接收质子呈正电性，而 pH 值较高时变成负电性，因为同种电荷间存在相互排斥作用使水与分子链之间的相互作用加强，进而提高了聚合物的亲水性，呈聚电解质状态，如聚甲基丙烯酸（PMAA）等[80-81]；弱有机碱类聚合物则一般带有弱有机碱取代基，它能在低 pH 值件下得到质子变成亲水性基团，聚合物链之间因库仑排斥力而展开，而高 pH 条件下则是亲油性的，如聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（PDMAEMA）、聚乙烯基吡啶等[82-84]。[/font][font=宋体]目前关于 pH 响应聚合物合成的研究不断被报道，其中大部分是利用含有乙烯基的单体为原料进行聚合。常见的聚合方法主要包括：自由基聚合、原子转移自由基聚合（ATRP）、基团转移聚合（GTP）、可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）等。自由基聚合是最常见的聚合方法，聚合产物通常为线性的高分子聚合物，相较于其它方法其合成条件相对简单，通常为一步反应，所得产物多为无规则共聚物。例如，Fan 等人[85]通过自由基聚合制备了一系列具有良好 pH 响应特性的聚合物，在低 pH 条件下，由于质子化叔胺单元的静电相互作用和亲水性，共聚物在水溶液中表现为溶解状态。而在高 pH 条件下，由于烷基上去质子化胺具有较强的疏水性，导致共聚物在水溶液中聚集沉淀。[/font][font=宋体]2 [/font][font=宋体]、pH 响应聚合物在分离富集领域的应用[/font][font=宋体]近年来，pH 响应聚合物在分离富集领域的应用潜力开始被众多研究者关注。基于pH 响应聚合物具有的溶解-沉淀 pH 响应特性，可以将目标物固定或吸附在 pH 响应聚合物上，通过调节环境的 pH 值使其形成共沉淀，实现对目标物的分离纯化。[/font][font=宋体]Bai [/font][font=宋体]等[86]开发了一种具有 pH 响应特性的聚合物，该聚合物是由 pH 反应型单体与糖基反应型单体共聚而成。所得的线性共聚物链与糖蛋白/糖肽样品在弱酸性 pH 条件下在水溶液中形成均相反应混合物，促进了聚合物基体与目标糖蛋白质/糖肽之间的偶联。只需降低体系 pH 值，即可使聚合物糖蛋白质/糖肽迅速自组装从溶液中析出大颗粒的团聚体，从而实现快速高效的样品回收。[/font][font=宋体]Ding[/font][font=宋体]等[87]以丙烯酸类化合物为功能单体通过自由基聚合制备了具有pH响应特性的聚合物，进一步将染料配基 Cibacron Blue 固定到聚合物上，利用 Cibacron Blue 和纤维素酶的亲和性使 pH 响应聚合物与纤维素酶共沉淀，实现了对纤维素酶的分离[/font]

摘要：本文通过原位自由基聚合方式，以卟啉铁（[color=black]Hemin[/color]）和甲基丙烯酸缩水甘油酯（[color=black]GMA[/color][color=black]）[/color]作为二元单体，二甲基丙烯酸乙二醇酯（[color=black]EDMA[/color][color=black]）作为交联剂，[/color][color=black]1,4-[/color][color=black]丁二醇、聚乙二醇[/color][color=black]200[/color][color=black]和[/color][color=black]N,N-[/color][color=black]二甲基甲酰胺作为致孔剂，[/color]偶氮二异丁腈作为引发剂，经一锅法制备了聚（[color=black]Hemin-co-GMA-co-EDMA[/color][color=black]）整体柱。并通过扫描电子显微镜、压汞法、氮吸附法对其性能进行了表征。最后，将其作为高效液相色谱的固定相，对多种蛋白质样品进行了分离。结果表明基于卟啉铁的整体柱具有颗粒堆积的多孔结构，通透性好，柱背压低，对蛋白质具有良好的选择性。[/color]关键词：[color=black]卟啉铁；整体柱；蛋白质；高效液相色谱[/color][b]1　　绪论1.1　引言[/b]蛋白质是人体的物质基础，某些蛋白质的表达水平的改变与疾病直接相关。这就要求对这些蛋白质进行细致研究，而将其从复杂的生物基质中分离出来是首要任务。对蛋白质进行分离鉴定通常使用电泳—质谱、液相色谱—质谱联用技术，但这些方法并不能完全满足蛋白质大分子对操作环境和分析方法要求较高的要求，并且费用较高。聚合物整体柱由于具有较大孔径和良好的生物兼容性，其在蛋白质大分子分离中的应用已经展现了特有的优势。此外，聚合物单体种类繁多，且其表面的官能团可以有多种修饰方法，对不同的蛋白质具有不同的选择性，从而实现分离[sup][color=black][/color][/sup][color=black]。[/color][b]1.2　聚合物整体柱[/b]整体柱又称连续床层，是一种在色谱柱管内制备的连续床固定相[sup][color=black][/color][/sup][color=black]。整体柱比颗粒填充柱的通透性更好，更易于实现快速分离[/color][sup][color=black][/color][/sup][color=black]。整体柱分为无机硅胶整体柱、有机聚合物整体柱、有机无机杂化整体柱（一般是基于硅胶的杂化整体柱）。硅胶整体柱和有机无机杂化整体柱具有良好的稳定性和机械强度，通透性好，但溶胶凝胶技术制备周期长，操作复杂，重复性差[/color][sup][color=black] [/color][/sup][color=black]。有机聚合物整体柱制备简单、适用[/color][color=black]pH[/color][color=black]范围广（[/color][color=black]pH1-14[/color][color=black]）。[/color]聚合物整体柱出现在上世纪90年代初，继而在制备和应用中得到发展[sup][/sup]，至今已成功地用于分离科学，特别是用于分离生物大分子[sup][/sup]。多种多样的功能单体使整体柱设计变得更容易。聚合物整体柱适用范围广，已被用于不同的色谱模式，包括反相液相色谱（RPLC）、亲水相互作用色谱（HILIC）、离子交换色谱（IEC）等[sup][/sup]。多孔聚合物整体柱通常具有球形颗粒堆积结构，其大型通孔之间的聚合微球有利于显著提高聚合物整体柱的通透性，降低涡流扩散项，使其在高流速下能够有效地分离大分子。斯韦克系统地阐述了各种多孔聚合物整体柱的制备技术[sup][/sup]，例如，2,2,6,6-四甲基-1-哌啶（TEMPO）介导的活性自由基聚合。Kanamori等以二乙烯基苯为单体，合成了具有明确的连续形态，高的比表面积的大孔聚合物整体柱[sup][/sup]。除了传统的自由基聚合，Hosoya等[sup][/sup]报道了一种将环氧单体与二胺类开环聚合的高性能有机聚合物整体柱，在毛细管液相色谱上，其对苯的分离塔板高度（H）可以达到小于5μm。值得注意的是，相比链生长聚合（比如自由基聚合反应）产生的球状结构，逐步聚合方式导致整体柱具有完全不同的形态[sup][color=black][/color][/sup]。[b]1.3　聚合物整体柱在生物大分子分离中的应用[/b]生物大分子样品结构复杂、种类繁多，而且需要在比较温和的条件下进行分离分析。而聚合物整体柱制备简单，分离迅速，且更易被后修饰为多种色谱模式的整体柱，对蛋白实际样品中的多种蛋白质有不同的选择性。因此，随着聚合物整体柱的进一步发展，其在大分子复杂生物样品的分离分析中将具有更为广泛的应用[sup][color=black][/color][/sup][color=black]。[/color][b]1.4　本文目的[/b][color=black]本实验欲制备一种新型液相色谱聚合物整体柱，用于蛋白质样品的分离分析。由于蛋白样品结构复杂，其中各种蛋白含量相差很大，这就要求液相色谱的固定相必须具有良好的选择性。因此，选择对目标蛋白质分子具有特异分子识别功能的材料，将其作为液相色谱固定相将会提高整体柱对蛋白质的选择性[/color][sup][color=black][/color][/sup]。[color=black]卟啉，是一类由四个吡咯环组成的吡咯衍生物，属于大分子。其母体为卟吩，卟吩被取代后称为卟啉。一定条件下，金属卟啉与某些蛋白质分子之间能够形成超分子，从而对这些蛋白质具有特异分子识别作用。正是由于金属卟啉对这些蛋白质具有特异分子识别作用，本实验以卟啉铁和甲基丙烯酸缩水甘油酯（[/color][color=black]GMA[/color][color=black]）作为二元单体，制备了一种新型聚合物整体柱。实验结果表明，该柱对蛋白质大分子具有分离能力。[/color][b]2　　实验部分2.1　仪器与试剂[/b]Agilent 1100型高效液相色谱仪（[color=black]Agilent[/color][color=black]，美国）；[/color][color=black]HWS-24[/color][color=black]电热恒温水浴锅（上海齐欣科学仪器有限公司）；[/color][color=black]UPT- II -5T[/color][color=black]型优普系列超纯水器（成都超纯科技有限公司）；[/color][color=black]BT25S[/color][color=black]型分析天平（北京赛多利斯科学仪器有限公司）；[/color][color=black]KQ-500DE[/color][color=black]型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；[/color][color=black]S-430[/color][color=black]扫描型电子显微镜（[/color][color=black]Hitachi[/color][color=black]，日本）；[/color][color=black]TriStar II3020[/color]型全自动比表面积和孔径分析仪（[color=black]Micromeritics[/color][color=black]，美国）；[/color][color=black]AutoPore II9220 V3.04[/color]型压汞仪（ Micromeritics[color=black]，美国）。[/color]氯化血红素（卟啉铁，[color=black]Hemin[/color][color=black]）（阿拉丁试剂有限公司）；二甲基丙烯酸乙二醇酯（[/color][color=black]EDMA[/color][color=black]）（抚顺安信化学有限公司）；甲基丙烯酸缩水甘油酯（[/color][color=black]GMA[/color][color=black]）、偶氮二异丁腈（[/color][color=black]AIBN[/color][color=black]）、[/color][color=black]N,N-[/color][color=black]二甲基甲酰胺（[/color][color=black]DMF[/color][color=black]）（天津市科密欧化学试剂有限公司，分析纯）；[/color][color=black]1,4-[/color][color=black]丁二醇、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、聚乙二醇[/color][color=black]200[/color][color=black]（[/color][color=black]PEG200[/color][color=black]）（天津市光复精细化工研究所，分析纯）；甲醇（上海星可高纯溶剂有限公司，液相色谱纯）；实验用水为超纯水，进入高效液相色谱仪的所有流动相及样品均经规格为[/color][color=black]0.45μm[/color][color=black]的微孔滤膜过滤。[/color][b]2.2　聚（Hemin-co-GMA-co-EDMA）整体柱的制备[/b]按照表2-1中所[color=black]列柱[/color][color=black]C[sub]1[/sub]-C[sub]8[/sub][/color][color=black]的比例，在试管中加入[/color][color=black]Hemin[/color][color=black]、[/color][color=black]GMA[/color][color=black]、[/color][color=black]EDMA[/color][color=black]、[/color][color=black]1,4-[/color][color=black]丁二醇、[/color][color=black]PEG200[/color][color=black]、[/color][color=black]DMF[/color][color=black]、[/color][color=black]AIBN[/color][color=black]，超声[/color][color=black]15min[/color][color=black]使完全溶解并混匀，通氮气。分别将预聚溶液装入一端封口的不锈钢柱管中（[/color]50mm[color=black]×4.6mmi.d.[/color]），然后密封另一端，使其在[color=black]60[/color]℃[color=black]反应[/color][color=black]10[/color][color=black]小时。反应完成后，将整体柱连接于高效液相色谱系统，以甲醇在线冲洗除去整体柱中的致孔剂和其他未反应物。[/color]通过调整单体、交联剂、致孔剂的比例来考察各因素对整体柱柱压、孔径大小、通透性等的影响，最终得到优化的整体柱。[img=,690,305]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907241110575843_2573_3964321_3.png!w690x305.jpg[/img][b]2.3　色谱条件[/b]为了达到最佳分离效果，调节流动相磷酸盐溶液/水的比例，寻找对混合蛋白质样品具有最佳分离能力的流动相比例。[color=black]高效液相色谱仪为安捷伦[/color][color=black]1100[/color][color=black]系列，整体柱在不锈钢空色谱管柱[/color][color=black]([/color]50mm[color=black]×4.6mmi.d[/color])制得。流动相为[color=black]0.02mol/L[/color][color=black]磷酸盐溶液（[/color][color=black]NaH[sub]2[/sub]PO[sub]4[/sub]+Na[sub]2[/sub]HPO[sub]4[/sub][/color][color=black]）[/color][color=black]/[/color][color=black]水，流速为[/color][color=black]1.0mL/min[/color][color=black]。柱温为室温，紫外检测波长为[/color][color=black]280nm[/color][color=black]。[/color][b]3　　结果与讨论3.1　聚（Hemin-co-GMA-co-EDMA）整体柱制备条件的优化[/b]以[color=black]Hemin[/color]和[color=black]GMA[/color]作为功能单体，[color=black] EDMA[/color][color=black]作为交联剂，[/color][color=black]1,4-[/color][color=black]丁二醇，[/color][color=black]PEG200[/color][color=black]，[/color][color=black]DMF[/color][color=black]作为致孔剂，[/color]AIBN[color=black]作为引发剂，聚合方式为热引发的原位自由基聚合，制备[/color]聚（Hemin-co-GMA-co-EDMA）整体柱。通过改变整体柱各组分的比例，可以得到对蛋白质分离能力较好的整体柱。观察并比较整体柱各组分不同比例下制备的各聚合物整体柱的外观均匀度、贴壁情况、硬度、机械强度等，综合分析，从中获得最为理想的聚合物整体柱。[b]3.1.1致孔剂比例对聚合物整体柱制备的影响[/b]整体柱的机械强度和渗透性与致孔剂的种类及用量有很大的关系。单体用量一定的条件下，致孔剂的量越多，整体柱的背压越低而渗透性越大。选择致孔剂时，应注意所选致孔剂既要有良好的占位能力，又不至残留于柱体内而不能被冲洗溶剂洗脱出来。[color=black]Hemin[/color][color=black]在[/color][color=black]DMF[/color][color=black]中溶解性好，因此[/color][color=black]DMF[/color][color=black]被选为制备聚（[/color][color=black]Hemin-co-GMA-co-EDMA[/color][color=black]）整体柱的良致孔剂，与[/color][color=black]1,4[/color][color=black]丁二醇和[/color][color=black]PEG200[/color][color=black]组成致孔剂体系。表[/color][color=black]2-1[/color][color=black]中列出了典型的优化比例的过程，其中[/color][color=black]C[sub]1[/sub]-C[sub]4[/sub][/color][color=black]为采用不同比例致孔剂得到的整体柱，增[/color]加1,4丁二醇的比例，能够提高整体柱的渗透率。[color=black]结果表明：柱[/color][color=black]C[sub]2[/sub][/color][color=black]所采用的三元致孔体系比例能够得到同时具有低背压和高渗透率的整体柱。[/color][b]3.1.2单体与交联剂比例不同对聚合物整体柱制备的影响[/b]制备聚合物整体柱时，若单体与交联剂的用量占聚合物总量比例过大，则聚合物背压升高，导致渗透性下降；反之，则会导致聚合物整体柱渗透性过高，无法达到对样品的分离效果。此外，交联剂的用量比例增大则聚合物交联度增大，将致使制备的聚合物整体柱孔径减小，结构密实，在比表面积增大的同时，却会使柱压增高，通透性下降。表[color=black]2-1[/color][color=black]中，柱[/color][color=black]C[sub]5[/sub]-C[sub]8[/sub][/color][color=black]相比较，改变单体与交联剂的比例，结果表明柱[/color][color=black]C[sub]8[/sub][/color][color=black]性能最佳，机械强度适宜，渗透性良好，后续的分析分离实验均用[/color][color=black]C[sub]8[/sub][/color][color=black]号整体柱完成。[/color][b]3.2　聚（Hemin-co-GMA-co-EDMA）整体柱的表征[/b]用甲醇为流动相在线冲洗聚合物整体柱，以冲去致孔剂和未反应的单体，并以高流速将整体柱从色谱柱管内冲出，放入真空干燥箱内干燥24小时，分别用扫描电镜法、氮吸附法、压汞法对该聚合物整体柱进行表征。3.2.1聚（Hemin-co-GMA-co-EDMA）整体柱的扫描电镜图[img=,690,315]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907241114548185_7773_3964321_3.png!w690x315.jpg[/img]图3-1分别为柱C[sub]8[/sub]放大3,000倍和30,000倍的扫描电镜图。由图可知：整体柱内部为多孔颗粒堆积结构。[b]3.2.2聚（Hemin-co-GMA-co-EDMA）整体柱的氮吸附-脱附等温线[/b][img=,690,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907241116349175_9784_3964321_3.png!w690x480.jpg[/img][color=black]通过氮吸附法对该聚合物整体柱的孔类型进行分析，结果如图[/color][color=black]3-2[/color]所示。该等温线符合Ⅲ型等温线，[color=black]在低压区[/color][color=black]（[/color]p/p[sub]0[/sub]＜[color=black]0.1[/color][color=black]），[/color][color=black]曲线偏向[/color][color=black] X [/color]轴且没有拐点，氮气和柱材料之间的吸附作用很弱，且在中压段不存在回滞环，表明该材料孔结构中几乎不存在微孔和介孔；在相对压力较高时[color=black]（[/color]p/p[sub]0[/sub]＞[color=black]0.9[/color][color=black]），[/color][color=black]氮气和柱材料之间的吸附作用很强，吸附量呈较大上升趋势，表明该材料含有大孔结构。[/color][b]3.2.3聚（Hemin-co-GMA-co-EDMA）整体柱的压汞法分析图[/b][img=,690,350]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907241117438633_8238_3964321_3.png!w690x350.jpg[/img]由于该柱材料含大孔结构，故通过压汞法对其大孔结构进行了表征。由图3-3可知，整体柱的孔尺寸分布范围较窄，表明孔结构较均匀。其孔体积、众数孔径、孔隙率分别为1.40mL/g、3497 nm、57.32 %。[b]3.2.4聚（Hemin-co-GMA-co-EDMA）整体柱的机械稳定性[/b]图3-4为分别以磷酸盐缓冲液（NaH[sub]2[/sub]PO[sub]4[/sub]+Na[sub]2[/sub]HPO[sub]4[/sub]）和水为流动相时柱C[sub]8[/sub]的[color=black]柱背压与流速的关系图。以磷酸盐缓冲液和水为流动相时，其相关系数[/color][color=black]r[/color][color=black]值分别为[/color][color=black]0.9992[/color][color=black]和[/color][color=black]0.9991[/color][color=black]，表明柱压与流速有良好的线性关系，[/color]且高流速下整体柱稳定性依然良好，表明柱材料具有良好的机械稳定性。[img=,690,375]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907241119324545_1492_3964321_3.png!w690x375.jpg[/img][b]3.3　聚（Hemin-co-GMA-co-EDMA） 整体柱的色谱性能考察3.3.1整体柱对人血浆的色谱分离[/b]人血浆预处理：取新鲜人血，于4℃，4500r/min的条件下离心15min，取上清液冷藏保存，备用。以整体柱C[sub]8[/sub][color=black]为[/color][color=black]HPLC[/color][color=black]固定相，以[/color][color=black]0.02mol/L[/color]磷酸盐溶液（NaH[sub]2[/sub]PO[sub]4[/sub]+Na[sub]2[/sub]HPO[sub]4[/sub]）[color=black]/[/color][color=black]水为流动相，流速为[/color][color=black]1.0mL/min[/color]，对人血浆样品进行pH[color=black]和离子强度梯度洗脱，结果如图[/color]3-5[color=black]所示。表明整体柱[/color][color=black]C[sub]8[/sub][/color][color=black]对人血浆中的蛋白质具有良好的选择性和较高的分离效能。这是由于整体柱中的卟啉铁结构易于与蛋白质之间形成多种作用力，从而达到特异识别。[/color][img=,690,444]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907241124228955_449_3964321_3.png!w690x444.jpg[/img][b]3.3.2　整体柱对鸡卵清的色谱分离[/b][color=red] [/color]鸡卵清预处理：取市售的新鲜鸡蛋一枚，取其蛋清液并用磷酸盐缓冲液（50mmol/L，pH7.0）稀释一倍（V/V）。将稀释后的蛋清液混合均匀于4℃，4500r/min的条件下离心15min，取其上清液冷藏保存，备用。图[color=black]3-6[/color][color=black]为整体柱[/color][color=black]C[sub]8[/sub][/color][color=black]对鸡卵清的色谱分离图。结果表明，整体柱[/color][color=black]C[sub]8[/sub][/color][color=black]对鸡卵清中的多种蛋白质具有良好选择性。[/color][img=,690,407]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907241125286053_9665_3964321_3.png!w690x407.jpg[/img][b]3.3.3　整体柱对蜗牛酶的色谱分离[/b]蜗牛酶是一种含有[color=black]20[/color][color=black]多种酶的混合物，其主要成分有[/color][color=black]9[/color][color=black]种。图[/color][color=black]3-7[/color][color=black]为整体柱[/color][color=black]C[sub]8[/sub][/color][color=black]对蜗牛酶的色谱分离图。由图可知，整体柱[/color][color=black]C[sub]8[/sub][/color][color=black]对其中的一些酶有良好的选择性。[/color][img=,690,407]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907241126464743_5894_3964321_3.png!w690x407.jpg[/img]尽管聚（Hemin-co-GMA-co-EDMA）整体柱[color=black]C[sub]8[/sub][/color]对三种实际样品中的某些蛋白质有较好的选择性，但色谱峰普遍存在拖尾情况，这可能是由于卟啉铁能够与蛋白质之间形成配位从而造成拖尾。此外，分离后的蛋白质分析和鉴定工作还未完成，后续的研究需要通过色谱-质谱联用技术对蛋白质进行定性分析。[b]4　　结论与展望[/b][align=left]本实验引入新的功能单体卟啉铁（Hemin），制备了聚（Hemin-co-GMA-co-EDMA）整体柱，并将其用于蛋白质的分离。该整体柱具有均匀的内部结构，高通透性和良好机械性能。其对蛋白质的色谱分离结果表明：卟啉铁的引入，能够从复杂的生物样品中分离较多数量的蛋白质，表明整体柱对蛋白质具有良好选择性。[/align]生物样品中蛋白质的分离是一项十分复杂的工作，本文中的方法还需要进一步完善分离机理，改善柱选择性，更有待续的蛋白质鉴定工作需要研究。通过本实验中的方法对蛋白质进行分离和后续的鉴定研究工作的完成将为蛋白质组学的分类、分级研究提供重要的数据支持。参考文献 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