DOI:10.1016/j.ijbiomac.2020.10.034
在這項工作中，采用靜電紡絲技術制備了聚丙烯腈（PAN）納米纖維膜。經過熱壓、堿水解和中和處理后，制備了弱酸性陽離子交換膜（P-COOH）。通過酸性膜與氨基甲烷磺酸（AMSA）之間的共價偶聯反應，獲得了強酸性納米纖維膜（P-SO3H）。通過SEM、FTIR和TGA對制備的離子交換膜的表面形貌、化學結構和熱穩定性進行了分析。分析結果表明，所制備的膜具有良好的熱穩定性。將該離子交換膜（IEX）用于新設計的膜反應器，并采用動態流動法研究了不同操作條件對甲苯胺藍染料（TBO）吸附效率的影響。結果表明，在動態流動過程中，弱和強IEX膜對TBO染料的動態結合能力（DBC）約為170mg/g。同時，利用離子交換膜從雞蛋清（CEW）中分離純化溶菌酶。結果表明，P-COOH對溶菌酶的回收率和純化因子分別為93.43％和29.23倍，P-SO3H對溶菌酶的回收率和純化因子分別為90.72％和36.22倍。因此，這兩種類型的離子交換膜非常適合用作染料廢水處理和溶菌酶純化過程的吸附劑。P-SO3H強離子交換膜在去除TBO染料或純化溶菌酶方面效果更好。離子交換膜不僅可以有效地從CEW溶液中純化溶菌酶，而且還可以有效地去除廢水中的染料。
圖1.由注射器泵、高壓直流電和圓柱形旋轉收集器組成的靜電紡絲裝置示意圖。
圖2.PAN膜表面改性概述。
圖3.連續P-SO3H膜色譜裝置。
圖4.SEM圖像：（a）PAN，（b）P-COOH和（c）P-SO3H納米纖維膜。
圖5.FTIR光譜：（a）PAN，（b）P-COOH和（c）P-SO3H納米纖維膜。
圖6.PAN、P-COOH和P-SO3H納米纖維膜的TGA曲線。
圖7.在不同的TBO負載流速下，TBO染料在P-COOH和P-SO3H納米纖維膜上的吸附穿透曲線：（a）P-COOH和（b）P-SO3H；在不同的TBO負載流速下，P-COOH和P-SO3H納米纖維膜對TBO染料的動態結合能力（qx％，x=10或50）：(c）q10％和（d）q50％。所有實驗一式三份進行，給出的數據是從這些獨立實驗中計算出的平均值，其中S.D.在平均值的5％以內。
圖8.在不同的TBO負載濃度下，TBO染料在P-COOH和P-SO3H納米纖維膜上的吸附穿透曲線：（a）P-COOH和（b）P-SO3H；在不同的TBO負載濃度下，P-COOH和P-SO3H納米纖維膜對TBO染料的動態結合能力（qx％，x=10或50）：（c）q10％和（d）q50％。所有實驗一式三份進行，給出的數據是從這些獨立實驗中計算出的平均值，其中S.D.在平均值的5％以內。
圖9.通過使用（a）P-COOH和（b）P-SO3H納米纖維膜色譜法從CEW中純化溶菌酶。C和A分別代表出口流中的總蛋白濃度和溶菌酶活性；Co和Ao分別是粗CEW中的總蛋白濃度和溶菌酶活性。SDS-PAGE分析：（c）P-COOH和（d）P-SO3H。通道M，蛋白質標記；通道CEW，原料；通道F，流過的部分；通道W，來自洗滌步驟的部分；通道E，洗脫的溶菌酶，以及通道Lys，從Sigma-Aldrich獲得的純溶菌酶。
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