納米纖維素基分離材料的制備與研究.pdf

1、細菌纖維素(BC)是以一種以葡糖桿菌(Gluconacetobacter xylinum)為生產菌株合成的超細高純的纖維素與自然界存在的植物纖維素相比，其具有純度高、結晶度高、吸水性強、抗張強度好、生物適應性強等特性。細菌纖維素在結構上主要特點為納米級纖維束互相纏結，形成無規(guī)排列的三維網絡狀結構。利用該結構，以細菌纖維素為基用于超濾膜的制備是一個全新的研究領域。
　　 本文對細菌纖維素作為膜分離材料的制備及性能進行了初步研究。分

2、別用殼聚糖對細菌纖維素進行交聯改性制備了BC/殼聚糖交聯復合膜，以及將細菌纖維素勻漿后與PVA共混制備了BC/PVA共混復合膜。并以牛血清蛋白作為分離對象，分別考察了BC/殼聚糖交聯復合膜和BC/PVA共混復合膜對于牛血清蛋白分子的分離效果。具體工作如下：
　　 1．用不同濃度的殼聚糖對細菌纖維素膜進行交聯改性。殼聚糖分子通過氫鍵作用與細菌纖維素網絡纏結，提高了細菌纖維素膜的機械性能。在殼聚糖含量為2％時，復合膜的拉伸強度達到7

3、3MPa。研究了殼聚糖的濃度對膜過濾性能的影響，隨著殼聚糖量的增加，膜通量、孔徑和孔隙率都呈下降的趨勢。
　　 2．研究了經殼聚糖改性的細菌纖維素膜對金屬離子和牛血清蛋白的分離效果，考察了殼聚糖濃度、進水壓力、過濾時間對膜分離性能的影響。實驗結果表明，BC/殼聚糖交聯復合膜對金屬離子分離效果很差，而對牛血清蛋白有很好的分離效果；隨著殼聚糖濃度的增加，進水壓力的增大，其對牛血清蛋白的截留率增大；隨著過濾時間的延長，牛血清蛋白通量下

4、降，截留率上升。最終確定了最佳的處理工藝條件：殼聚糖濃度選在2wt％，壓力0.2MPa,過濾時間20min。
　　 3．對細菌纖維素膜進行勻漿處理后與PVA共混制備復合膜。PVA凝膠廣泛存在于細菌纖維素顆粒之間形成雙凝膠結構，通過氫鍵和羧基羥基進行結合，BC/PVA含量為5：1時，拉伸強度達到26MPa。
　　 4．研究了PVA含量、過濾壓力和過濾時間對BC/PVA共混復合膜過濾牛血清蛋白的影響。PVA含量越高，共混復合

5、膜對于牛血清蛋白的截留率越高；過濾壓力增大時，截留率提高，但隨著壓力升高，截留率增大趨勢減緩；過濾時間增加，共混膜過濾性能下降。實驗所得當BC/PVA(5：3)時，共混復合膜具有較好的過濾性能。
　　 5．用NaOH溶液對BC/殼聚糖交聯復合膜和BC/PVA共混復合膜進行了膜清洗與再生的效果的研究。由于結合方式的不同，BC/殼聚糖交聯復合膜在經過較短時間清洗(＜30min)時通量恢復較快，而BC/PVA共混復合膜在較長時間的清洗