将膜分离技术应用到生化产品分离纯化中，能有效解决工艺过程复杂、原料消耗大、产品收率低、污染严重等问题。膜分离技术因为适用于热敏性物质的处理，在生化技术领域展现出独特的适用性，纳滤技术更是在低分子量生化产品分离纯化中应用广泛。然而在实际规模化制备的过程中，支撑体会出现存在大孔缺陷、表面粗糙度高等问题，因此也增加了陶瓷纳滤膜的制膜难度。　　在膜制备过程中，支撑体的孔径尺寸和孔径分布、表面粗糙度及润湿性能都会对膜层的完整性有一定影响。如果支撑体表面有大孔或孔径分布较宽，会难以形成连续膜层，影响膜的分离性能。因此，如何修复大孔缺陷，制备出能有效分离低分子量生化产品的陶瓷纳滤膜具有十分重要的实际应用意义。本论文将纳米颗粒掺杂的水性溶胶制膜和钐增韧的聚合溶胶制膜技术相结合，确立了一种梯度涂膜方法制备TiO2纳滤膜的流程，同时将所制备TiO2纳滤膜应用于杆菌肽溶液的分离中，考察不同操作条件的影响。具体的研究内容主要分以下几个部分:　　1.钐增韧聚合溶胶法制备TiO2介孔材料　　考察钐的引入对材料微结构和晶型的影响，通过系统研究得到如下结论:过量钐的引入使得聚合溶胶稳定体系被打破，产生沉淀;钐的引入能有效地抑制晶粒的增长，降低晶粒尺寸，且钐的掺杂量存在一个最优值0.75％使晶粒尺寸最小。同时，相转化温度得到提高，锐钛矿向金红石的相转变温度由600提高到800℃以上。在400℃煅烧下，钐掺杂氧化钛介孔材料的比表面积得到提高，纯氧化钛比表面积为105.73m2·g-1，掺杂了0.75％的钐之后，介孔材料比表面积上升到169.9m2·g-1，这主要是因为钐的引入增强了孔结构的热稳定性，避免了在烧结过程中孔坍塌的现象发生，使得材料的比表面积大幅增加;XPS分析表明钐元素成功的掺杂到TiO2材料中。结合XRD、XPS以及拉曼光谱分析，我们认为Sm3+难以进入TiO2晶格而存在于TiO2的表面，极有可能形成了一个新的键Ti-O-Sm键，从而提高了介孔结构的热稳定性，同时从对氧化钛凝胶材料的动态热机械分析可得出，钐的掺杂显著提高了材料的储存模量和损耗模量，即刚性和韧性，因此钐的引入对TiO2陶瓷膜可以起到增韧的作用。但由于溶胶粒径远小于支撑体孔径，造成涂膜过程中内渗现象严重，无法形成完整的膜层。　　2.纳米颗粒掺杂制备TiO2水性溶胶　　为了修复支撑体表面缺陷，降低支撑体的粗糙度和孔径，采用纳米颗粒掺杂的TiO2水性溶胶制备了管式担载膜的过渡层。具体考察了纳米颗粒在溶胶中的分散性以及对溶胶稳定性的影响，同时对膜材料的晶型、微结构及表面形貌进行了表征分析。通过研究，可以得出以下结论:过多纳米颗粒的引入会打破溶胶原本的稳定体系，使溶胶变得浑浊，这对涂膜是很不利的，因此选择掺杂2mol％的TiO2纳米颗粒为最佳;适当量的纳米颗粒掺杂不影响溶胶的晶型以及微结构;相较于聚合溶胶，超亲水性的TiO2纳米颗粒在水性溶胶中的分散性更好，避免了因颗粒团聚而造成的膜开裂现象，同时纳米颗粒的“架桥作用”减小了涂膜过程中的内渗现象，从而在平均孔径为50nm的单管支撑体上制得了完整无开裂的膜层作为过渡层。　　3.TiO2纳滤膜制备及过滤杆菌肽水溶液的研究　　通过两种粒径不同的溶胶对管式支撑体进行梯度涂膜，表征分析了所制备的担载膜的性能和表面形貌。另外，考察了不同操作条件下TiO2纳滤膜过滤杆菌肽水溶液的效果。结论如下:采用2mol％纳米颗粒掺杂的TiO2水性溶胶可修复平均孔径为50nm的管式支撑体表面缺陷，然后涂覆钐增韧的TiO2聚合溶胶进一步降低孔径。经过共四次涂膜后，制得了孔径1.8nm的管式TiO2担载膜，纯水通量为15L·m-2·h-1·bar-1，且该方法具有较好的重复性;采用紫外分光光度法测定杆菌肽浓度，探究不同操作条件下截留率和渗透通量的变化。结果表明，制得陶瓷膜的截留分子量越小，其对杆菌肽的截留率越高;截留率随压力的提高先增大后减小;杆菌肽浓度增加，使得膜渗透通量降低，截留率先增大后基本不变。我们解决了溶胶内渗和膜开裂的问题，同时达到了对杆菌肽分离纯化的要求。这为批量制备能够有效分离杆菌肽的陶瓷纳滤膜提供了一条技术路线。