目前, 我国各种染料年产量已达 90 万 t, 有机闵明华, 石建高, 马海有, 等. 纳米纤维亲和膜应用研究进展21 合成纤维 Synthetic Fiber in China2013 年第 42 卷第 3 期染料废水也已成为环境重点污染源之一。 染料行业品种繁多、 工艺复杂, 其废水中含有大量的有机物和盐分, 具有生物耗氧量 ( BOD )和化学耗氧量 ( COD )高、 色泽深、 酸碱性强等特点, 一直是废水处理中的难题。 Xiao[15]等人将零价铁纳米颗粒和碳纳米管掺杂到聚丙烯酸 (PAA )/PVA 溶液中, 静电纺丝制备出的 PAA/PVA 纳米纤维亲和膜对亚甲基蓝、吖啶橙和酸性品红脱色能力达到 90 %以上。2.4 蛋白质的分离和提纯Ma 等人分别将改性醋酸纤维素[16]和改性聚砜[17]进行电纺, 然后对制备的两种纳米纤维亲和膜进行后处理, 分别考察了这两种纳米纤维亲和膜对水体中 蛋白 质 分 子 的 分 离 性 能 。 他 们 利 用Cibacron Blue F3GA 将醋酸纤维素电纺膜进行表面改性, 最后比较了改性聚砜纤维膜与电纺醋酸纤维素膜以及改性电纺醋酸纤维素膜对牛血清蛋白和胆红素的吸附性能, 发现改性电纺醋酸纤维素膜对牛血清蛋白 和胆红素的吸附量分别为 13 mg/g 和 4mg/g, 改性聚砜纳米纤维亲和膜对牛血清蛋白的吸附量为17 mg/g。 陈兆安等[18]制备了醋酸纤维素/聚乙烯亚胺共混流延膜, 然后考察这种流延膜对铜离子的吸附效果, 以及在膜上螯合了铜离子之后对牛血清蛋白的亲和作用。 试验数据显示: 铜离子的最大吸附量为 7.42 mg/g; 铜离子螯合前后,膜对牛血清蛋白 的吸附性能分别为 43.8 mg/g 和86.6 mg/g。2.5 传感器纳米纤维有着非常大的比表面积, 所以很多研究人员对其在传感器方面的应用非常有兴趣。 因为大的比表面积将与更多的目 标分子发生亲和作用, 可以提高传感器的灵敏度, 这是研究人员最为关心的效果。Lee 等人[19-20]将 PAA-聚芘甲醇 (PM )这样一种荧光聚合物进行静电纺丝制成纳米纤维亲和膜, 用于检测水溶液中的有机物和金属离子。 随着纳米纤维亲和膜表面吸附的金属离子 (如三价铁离子、 二价汞离子等 )以及 2,4-二硝基甲苯越来越多,亲和膜的荧光会逐渐淬灭。 Rahman 等人[21]将合成的聚 1,5-二氨基萘进行静电纺丝制备成纳米纤维亲和膜, 用于无水溶剂中水分的检测。 Li 等人[22]用掺杂氯化锂的二氧化钛通过静电纺丝制备成高灵敏度和稳定性很好的湿度检测器。 Kuo 等人[23]将聚茀和聚甲基丙烯酸甲酯共混物进行静电纺丝, 制备出可以用于检测水溶液中的 DNA 分子的纳米纤维亲和膜。 Shi 等人[24]通过气相沉积聚合制备出一系列导电聚合物与疏水绝缘聚合物的复合物, 然后将复合物进行静电纺丝制备成用于检测空气中的氨水、 三氯甲烷等有害气体的亲和膜传感器。3纳米纤维亲和膜研究展望纳米纤维亲和膜作为一种新型的亲和膜组件,由于其内部连通的孔结构和超大的比表面积已经引起了研究人员的广泛关注。 近年来, 纳米纤维亲和膜正在加速发展。 目前, 纳米纤维亲和膜还仅限于实验室研究, 没有工业化, 因此今后还要在以下几个方面做进一步的探索和研究: ①扩大纳米纤维亲和膜技术的应用范围, 目前纳米纤维亲和膜分离技术主要用于生物大分子的分离和纯化, 对于去除有机小分子及金属离子的具有高选择分离性能的纳米纤维亲和膜的研究仍有待深入; ②寻找更理想的膜材料, 当前的亲和膜材料在孔径分布、 生物兼容性、 配基在膜表面的分布等方面都存在着很多问题, 同时还要考虑膜材料的力学性能; ③进一步研究配基与生物大分子、 有机小分子、 金属离子之间的相互作用机制, 只有充分理解配基与生物大分子、 有机小分子及金属离子间的相互作用, 才能有针对性地选择适宜的亲和配基; ④试验操作过程自动化, 达到真正的快速、 准确、 高效分离; ⑤理论研究领域还有大量的工作去做, 当前提出的各种数学模型都过于理想化, 这些模型仍然是基于溶质和亲和配基之间的吸附—解离动力学平衡模型, 尤其是纳米纤维亲和膜动态分离有机小分子和金属离子的数学模型尚未建立。