O-羧甲基殼聚糖-聚砜中空纖維復(fù)合納濾膜的制備與性能研究.pdf

1、納濾(Nanofiltratrtion,NF)是一種壓力驅(qū)動(dòng)的新興液體膜分離技術(shù),其分離特性界于反滲透(RO)和超濾(UF)之間。納濾膜不僅具有納米級(jí)孔徑,而且納濾膜表面具有荷電性,能夠攔截分子量界于200-1000Da的各類(lèi)納米級(jí)顆粒物(如小分子有機(jī)物、細(xì)菌和病毒等),同時(shí)對(duì)水體中無(wú)機(jī)鹽有較高的截留效果。在納濾過(guò)程中分離和傳質(zhì)是通過(guò)不同的機(jī)制控制的,包括對(duì)流、擴(kuò)散(篩分)、吸附和電荷效應(yīng)(如道南效應(yīng) Donnan Effect)等,因

2、此 NF過(guò)程提供了超過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的諸多優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)納濾技術(shù)獲得了顯著的關(guān)注和迅猛的發(fā)展,被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化工的領(lǐng)域。目前,市場(chǎng)上的納濾膜組件形式以卷式為主,商品化的納濾膜材料多為聚酰胺類(lèi)(芳香聚酰胺和聚哌嗪酰胺)。近年來(lái),由于中空纖維膜組件具有填充密度高,單位膜組件體積膜面積大,不需要進(jìn)料與滲透隔網(wǎng),對(duì)于預(yù)處理和維護(hù)的要求比卷式膜低,因此許多研究人員將焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向中空纖維形式納濾膜的研究開(kāi)發(fā)。
　　殼聚糖不僅有很好的生物降解性、

3、通透性、成膜性,還有一定的抑菌性;O-羧甲基殼聚糖(O-CMC)一種殼聚糖的水溶性衍生物,在溶液中是一種兩性電解質(zhì),具有抗癌作用,已被應(yīng)用于各種分離膜的制備。
　　本研究利用殼聚糖,合成了一種具有良好成膜性的兩性殼聚糖衍生物(O-CMC),并通過(guò)傅里葉紅外光譜儀和羧化度測(cè)定對(duì)其進(jìn)行了表征,實(shí)驗(yàn)證明成功用接枝反應(yīng)合成了 O-CMC,其羧化度 D.D.為0.82。以自制的兩性 O-CMC為活性材料,環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑,通過(guò)涂覆-交聯(lián)的

4、方法,將活性材料交聯(lián)于聚砜中空纖維超濾膜表面,制備了一種兩性 O-羧甲基殼聚糖/聚砜中空纖維復(fù)合納濾膜。研究了復(fù)合納濾膜的分離性能的與膜制備工藝之間的關(guān)系;研究了操作條件對(duì)復(fù)合納濾膜分離性能的影響;利用掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、傅里葉紅外光譜儀等儀器設(shè)備,對(duì)制備的復(fù)合納濾膜結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行研究了;最后對(duì)復(fù)合膜的特性,如截留分子量、Zeta電位、接觸角、穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:復(fù)合納濾膜表面經(jīng)過(guò)交聯(lián)

5、反應(yīng)成功將 O-羧甲基殼聚糖復(fù)合于聚砜超濾膜表面;浸涂時(shí)間、交聯(lián)劑濃度、鑄膜液濃度、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間都對(duì)復(fù)合膜分離性能有影響,膜制備工藝條件控制:浸涂時(shí)間為20min、鑄膜液濃度為3.0wt.％、交聯(lián)劑濃度為2.0vol%、交聯(lián)反應(yīng)溫度為50℃、交聯(lián)時(shí)間為8h;所制備的復(fù)合納濾膜對(duì)不同無(wú)機(jī)鹽截留率的順序如下:Na2SO4> NaCl>MgSO4>MgCl2,而不同無(wú)機(jī)鹽溶液的通量相差不大;復(fù)合納濾膜的膜表面粗糙度由34.6nm降到4.