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亚麻酸是人体必需的不饱和脂肪酸,在诸多生理活动中起重要作用,但人体自身无法合成。亚麻酸常与结构相似、性质相近的油酸、亚油酸等脂肪酸共存于少数植物油脂中,因而亚麻酸的分离存在困难。基于银离子对碳碳双键的识别能力,以及液膜分离可实现萃取与反萃取同时进行的高效性,论文结合银离子络合萃取法和液膜分离技术以提高亚麻酸的纯化效率。
本文着眼于支撑液膜的优越性,实现以离子液体平板支撑液膜和二元醇中空纤维液膜分离亚麻酸甲酯,为支撑液膜工业化分离不饱和脂肪酸甲酯提供指导。具体的研究内容如下:
(1)以咪唑类离子液体为膜溶剂,Ag(I)为活性载体,平板尼龙膜为基膜,通过浸渍法制备得到离子液体平板支撑液膜,利用Ag(I)与碳碳双键的络合作用从乌桕梓油混合甲酯中分离亚麻酸甲酯,研究了离子液体种类、载体Ag(I)浓度、流动相流速、基膜孔径等因素对亚麻酸甲酯分离性能的影响。结果表明,选用0.45μm微孔孔径的尼龙基膜制备0.5g?mL-1AgBF4浓度的[BMIm]BF4的离子液体平板支撑液膜,亚麻酸甲酯的渗透系数为1.577×10-8m?s-1,亚麻酸甲酯含量从16.7%提高到75%。为提高离子液体支撑液膜(SILM)的稳定性,在液膜与原料侧之间加入疏水性的PVDF保护膜,可将膜寿命提高1倍左右。
(2)由于离子液体的成本较高,毒理性不明,为降低分离成本,提出以安全性高且成本更低的二元醇代替离子液体。论文首先计算和分析了油酸甲酯、亚油酸甲酯和亚麻酸甲酯的表面屏蔽电荷密度分布,依据脂肪酸甲酯的极性及氢键酸碱性差异获得萃取剂的结构特点,选择二元醇作为待测萃取剂。通过FT-IR分析乌桕梓油甲酯与二元醇之间的作用力,并通过液液萃取实验,证实二元醇对亚麻酸甲酯具有萃取能力,且丁二醇的萃取效果最佳,可用于液膜萃取。同时以含有AgBF4的丁二醇作为萃取剂,研究了丁二醇结构、载体Ag(I)浓度、温度、原料相浓度等不同液液萃取条件对萃取亚麻酸甲酯的影响,并提出一种正庚烷洗涤、1-己烯萃取的多级反萃取工艺,得到纯度高达93.36%的亚麻酸甲酯产品。
(3)以丁二醇为膜溶剂,Ag(I)为活性载体,增强型中空纤维PVDF膜为基膜制备支撑液膜,从乌桕梓油甲酯原料液中分离亚麻酸甲酯,并研究了丁二醇结构、载体Ag(I)浓度、原料相浓度、剥离相流速和温度等因素对液膜分离的影响,并通过24h操作探究了中空纤维液膜的稳定性。结果表明,以1,2-丁二醇作为膜溶剂,在AgBF4浓度为0.5g?mL-1,乌桕梓油甲酯石油醚浓度为50mg?mL-1,剥离相流速为26.0mL?min-1,操作温度20℃的条件下,亚麻酸甲酯的渗透系数为3.937×10-7m?s-1,亚麻酸甲酯的含量可从36.7%提高到87.0%。中空纤维支撑液膜与离子液体平板支撑液膜相比,单位体积传质面积大,分离效率高,膜稳定性好。
本文着眼于支撑液膜的优越性,实现以离子液体平板支撑液膜和二元醇中空纤维液膜分离亚麻酸甲酯,为支撑液膜工业化分离不饱和脂肪酸甲酯提供指导。具体的研究内容如下:
(1)以咪唑类离子液体为膜溶剂,Ag(I)为活性载体,平板尼龙膜为基膜,通过浸渍法制备得到离子液体平板支撑液膜,利用Ag(I)与碳碳双键的络合作用从乌桕梓油混合甲酯中分离亚麻酸甲酯,研究了离子液体种类、载体Ag(I)浓度、流动相流速、基膜孔径等因素对亚麻酸甲酯分离性能的影响。结果表明,选用0.45μm微孔孔径的尼龙基膜制备0.5g?mL-1AgBF4浓度的[BMIm]BF4的离子液体平板支撑液膜,亚麻酸甲酯的渗透系数为1.577×10-8m?s-1,亚麻酸甲酯含量从16.7%提高到75%。为提高离子液体支撑液膜(SILM)的稳定性,在液膜与原料侧之间加入疏水性的PVDF保护膜,可将膜寿命提高1倍左右。
(2)由于离子液体的成本较高,毒理性不明,为降低分离成本,提出以安全性高且成本更低的二元醇代替离子液体。论文首先计算和分析了油酸甲酯、亚油酸甲酯和亚麻酸甲酯的表面屏蔽电荷密度分布,依据脂肪酸甲酯的极性及氢键酸碱性差异获得萃取剂的结构特点,选择二元醇作为待测萃取剂。通过FT-IR分析乌桕梓油甲酯与二元醇之间的作用力,并通过液液萃取实验,证实二元醇对亚麻酸甲酯具有萃取能力,且丁二醇的萃取效果最佳,可用于液膜萃取。同时以含有AgBF4的丁二醇作为萃取剂,研究了丁二醇结构、载体Ag(I)浓度、温度、原料相浓度等不同液液萃取条件对萃取亚麻酸甲酯的影响,并提出一种正庚烷洗涤、1-己烯萃取的多级反萃取工艺,得到纯度高达93.36%的亚麻酸甲酯产品。
(3)以丁二醇为膜溶剂,Ag(I)为活性载体,增强型中空纤维PVDF膜为基膜制备支撑液膜,从乌桕梓油甲酯原料液中分离亚麻酸甲酯,并研究了丁二醇结构、载体Ag(I)浓度、原料相浓度、剥离相流速和温度等因素对液膜分离的影响,并通过24h操作探究了中空纤维液膜的稳定性。结果表明,以1,2-丁二醇作为膜溶剂,在AgBF4浓度为0.5g?mL-1,乌桕梓油甲酯石油醚浓度为50mg?mL-1,剥离相流速为26.0mL?min-1,操作温度20℃的条件下,亚麻酸甲酯的渗透系数为3.937×10-7m?s-1,亚麻酸甲酯的含量可从36.7%提高到87.0%。中空纤维支撑液膜与离子液体平板支撑液膜相比,单位体积传质面积大,分离效率高,膜稳定性好。