醋酸纤维素膜

1、改性醋酸纤维素膜的制备及应用 目录 膜分离技术概述 醋酸纤维素膜 改性醋酸纤维素膜的制备 醋酸纤维素膜的应用 发展前景 of191 改性醋酸纤维素膜的制备及应用 膜，是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有 一层薄的凝聚相，它把流体相分隔为互不相通的两 部分，并能使这两部分之间产生传质作用。 膜分离技术是指借助膜的选择渗透作用，在外界能 量或化学位差的推动作用下对混合物中溶质和溶剂 进行分离、分级、提纯和富集。 简介 膜分离技术概述 of192 改性醋酸纤维素膜的制备及应用 膜的分类 膜材料分为有机和无机两大类。 有机材料主要包括纤维素类、聚 酰胺类、芳香杂环类、聚砜类、 聚烯烃类、硅橡胶类、

2、含氟高分 子类等; 无机材料主要以金属、金 属氧化物、陶瓷、多孔玻璃等为 主。 of19 改性醋酸纤维素膜的制备及应用3 醋酸纤维素 纤维素的分子式为(C6H10O5)n，分子量为162n，其每个葡萄糖单元 有三个羟基，若三个羟基全部乙酰化，即取代度DS=3，实际用于 膜材料的醋酸纤维素的取代度DS=2.46，乙酰乙酞基含量为39.8%。 醋酸纤维素膜 of19 改性醋酸纤维素膜的制备及应用4 CA膜 醋酸纤维素膜醋酸纤维素膜显微镜下的显微镜下的CA膜膜 of19 改性醋酸纤维素膜的制备及应用5 CA膜的结构 1% 表皮层表皮层 孔径孔径 0.00080.001 m 过渡层过渡层 孔径孔径 0

3、.02 m 多孔层多孔层 孔径孔径 0.10.4 m 99 of19 改性醋酸纤维素膜的制备及应用6 来源广泛来源广泛 价格便宜价格便宜 无毒无毒 亲水性良好亲水性良好 成膜性好成膜性好 通量高通量高 膜表面光洁膜表面光洁 抗污染性好抗污染性好 经济效益高经济效益高 节能减排节能减排 CA膜的特点 of19 改性醋酸纤维素膜的制备及应用7 CA膜的发展 1 20世纪初， Brown首次将醋酸 纤维素(CA)制成 膜，并于20年代 公开发表了控制 CA膜通透性的方 法。 1960年， Loeb 和Sourirajan首次 制备了高水通量 、高脱盐率的CA 反渗透膜。 CA成 为第一代反渗透 膜材

4、料，并且到 现在仍是主要的 反渗透膜材料。 随着膜技术不断 发展， CA不仅局 限于反渗透膜材 料， Kunst和 Sourirajant制备 了CA超滤(纳滤) 膜，使得CA在工 业，如食品、生 物化学等方面也 有使用空间。 2 3 of19 目前市场上使用的醋酸纤维素膜材料大多数为疏水性高分子材料，使 膜的表面具有很强的疏水性。为降低和控制膜污染，增加纯水通量， 我们要将膜进行改性处理。 8 改性醋酸纤维素膜 改性醋酸纤维素膜的制备及应用 a.共混改性 b.表面接枝改性 c.涂覆改性 d.等离子改性 CA膜的 改性方法 of19 聚乙二醇-醋酸纤维素膜的制备 9 改性醋酸纤维素膜的制备及应

5、用 （l）铸膜液的配制：铸膜液的配制：室温下，在溶剂DMF中溶解一定质量的CA，加人不同 相对分子质量的PEG，在50下搅拌至形成透明澄清的均相铸膜液。添加 的PEG相对分子质量分别为200、400、1000，添加量(以铸膜液质量计，下 同)分别为3%和6%。 （2）脱泡：脱泡：将铸膜液在常温下静置4h，使铸膜液中的气泡脱除。 （3）刮膜：刮膜：将脱泡后的铸膜液流延至干净的玻璃板一端，用刮膜机将其刮 成240m的初生态膜。 （4）成膜：成膜：将刮好的初生态膜立即浸人到约20e的去离子水中，经相转化 过程凝固得到CA-PEG超滤膜。 of1910 改性醋酸纤维素膜的制备及应用 通过判断膜孔径的变

6、化，利用扫描电子显微镜(SEM)对膜表面进行观察， 测定超滤膜的纯水通量和截留率，得出以下结论。 孔隙率增加,且加量越多，孔隙率增加得也越多； 孔径变小，孔数增多； PEG-1000使膜表面的孔 数减少 纯水通量提高，且随着透水时间延长，纯水通量 基本保持不变； 截留率提高,其中,加入PEG-1000的CA膜的截留 率由88%提高到92.1%。 结果表明,PEG-200和PEG一400能有效改善CA超滤膜的孔径和结构,使膜的 微孔增多,孔间连通性增强,孔隙率,纯水通量及截留率增加。 of19 改性醋酸纤维素膜的制备及应用11 纳米SiO2 -醋酸纤维素膜的制备 采用无机纳米粒子作为增强相，使其

7、均匀分散在有机主体相中,可以提高与 基体的界面粘结,使应力更好地传递给无机粒子,提高复合膜的渗透性,同时 增加膜的柔韧性和使用寿命,降低成本。 （1）聚合物溶解：分别称取一定质量的CA及一质量比的CA和纳米SiO2,置于 250 mL的烧杯中；同时称取一定比例的DMF和丙酮溶剂，加入烧杯中。25下 开启磁力搅拌机进行低速搅拌,待其完全溶解后停止搅拌。超声分散1 h后得到 均匀分散的、含一定比例纳米SiO2的制膜液。静止放置进行脱泡,得到均匀无泡 的制膜液。 （2）刮膜：将脱泡后的制膜液流延至干净的玻璃板表面，用刮膜器(本实验用 细玻璃棒)将其刮至一定厚度,可以用1m的薄纸片置于玻璃板两端控制膜

8、的厚 度。 （3）成膜:将刮好膜的玻璃板浸入不同温度的去离子水中,采用相转化法制膜。 of19 改性醋酸纤维素膜的制备及应用12 纳米SiO2 -醋酸纤维素膜的制备 结论 1 黏度增加 2 纳米SiO2粒子未与其他化学组分 发生化学反应 3 膜的孔隙率提高 4 膜表面微孔数增加 纳米SiO2粒子只是单纯 作为一种无机添加剂 of1913 改性醋酸纤维素膜的制备及应用 醋酸纤维素膜的应用 海水淡化 利用醋酸正渗透膜来实现海水 渗透脱盐的海水淡化过程。 驱动液：NH3/CO2 of1914 改性醋酸纤维素膜的制备及应用 醋酸纤维素膜的应用 废水处理 of1915 改性醋酸纤维素膜的制备及应用 醋酸

9、纤维素膜的应用 工业废水处理实例： 某港口含油洗涤废水处理工程 经过酸化调节池的预处理,可使污水中CODcr浓度降低10%15%, 阴离子洗涤剂得到了有效的去除,有效减轻了后续生物处理的负荷; 预处理后污水中的污染物在微孔膜生物反应器中得以去除, 主要 污染物CODcr 、SS、LAS的总去除率分别为96.18%、90.17%、 88.17%。 此项工艺具有良好的处理效果和抗冲击负荷的能力;设备运行稳定、 可靠,工艺流程简捷合理。 of19 提高透明度 制造低度啤酒 超滤、反渗透 牛奶的浓缩 乳清蛋白回收 微滤、反渗透 澄清过滤，除菌 浓缩 乳制品加工果汁加工啤酒生产 葡萄酒提纯 16 改性醋酸纤维素膜的制备及应用 醋酸纤维素膜的应用 食品工业 微滤、反渗透 提高透明度 降低酒精含量 超滤 of1917 改性醋酸纤维素膜的制备及应用 醋酸纤维素膜的应用 医疗医药 CA膜的应用 生物制药 提取中药，具有不加热， 不需要化学药品处理,不易 破坏热敏物质等优点 渗透药物控制释放 稳定性好，一般药物释放 时间可延长到3个月甚至1 年 人工肾脏 血液透析，具有良好的 血液相容性和生物相容 性 o