殼聚糖膜的制備及滲透蒸發(fā)分離乙醇-水體系的研究.pdf

1、本研究選用殼聚糖(CS)和季銨化殼聚糖(q-CS)為主體膜材料，分別以硅酸乙酯(TEOS)和戊二醛(GA)為交聯(lián)劑，以鹽酸為催化劑，制備了殼聚糖膜和季銨化殼聚糖膜，同時(shí)采用界面粘合的方法制備了具有不同支撐層的殼聚糖復(fù)合膜，通過FTIR、SEM、XRD、DSC、TGA和XPS等方法對膜進(jìn)行了表征，對膜材料及膜結(jié)構(gòu)與膜分離性能之間的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行了初步的探索。 以TEOS為交聯(lián)劑制備殼聚糖膜用以滲透蒸發(fā)分離90wt.％乙醇/水體系，考

2、察了TEOS的含量及滲透蒸發(fā)操作條件對膜的溶脹吸附性能和滲透蒸發(fā)性能的影響。研究表明，TEOS水解生成的羥基增強(qiáng)了膜的親水性，殼聚糖高分子與TEOS分子之間形成了交聯(lián)結(jié)構(gòu)，抑制了膜的溶脹，同時(shí)降低了高分子鏈的運(yùn)動性。改變TEOS的含量制備交聯(lián)度不同的殼聚糖膜，結(jié)果表明當(dāng)TEOS含量為6wt.％時(shí)，在原料液溫度為80℃，原料液流速為60L/h，下游側(cè)壓力小于0.1kPa的條件下膜的分離性能達(dá)到最優(yōu)，通量為281g/m2 h，分離因子為46

3、0。 以GA為交聯(lián)劑制備季銨化殼聚糖膜用以滲透蒸發(fā)分離90wt.％乙醇/水體系，考察了GA的含量及滲透蒸發(fā)操作條件對膜的溶脹吸附性能和滲透蒸發(fā)性能的影響。研究表明，-CH3取代了CS氨基上的氫，破壞了殼聚糖的分子鏈排布，降低了CS的結(jié)晶度，q-CS膜表現(xiàn)出了高的通量。改變GA含量制備交聯(lián)度不同的季胺化殼聚糖膜，當(dāng)GA對q-CS重復(fù)單元的摩爾比為3.9/100時(shí)，在原料液溫度為80℃，原料液流速為60L/h，下游側(cè)壓力小于0.1k

4、Pa的條件下，膜的分離性能達(dá)到最優(yōu)，通量為756g/m2 h，分離因子為754。 制備了以經(jīng)多巴胺處理的超濾膜為支撐層的CS復(fù)合膜，用以滲透蒸發(fā)分離90wt.％乙醇/水體系，考察了多巴胺濃度、支撐層對膜滲透蒸發(fā)性能的影響。研究表明，支撐層經(jīng)粘合劑多巴胺浸泡處理后，與CS界面作用力明顯增強(qiáng)，能快速形成超薄、均質(zhì)的活性分離層，從而顯著提高膜的性能。以4mg/mL的多巴胺處理后的聚醚砜(PES)為支撐層，以GA對CS重復(fù)單元的摩爾比為