醋酸纤维素膜

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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。
—— 改性醋酸纤维素膜的制备及应用
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改性醋酸纤维素膜
• 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。
改性醋酸纤维素膜的制备及应用
CONTENTS
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
膜分离技术概述
➢ 简介
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。
（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1μm的薄纸片置于玻璃板两端控制膜的厚度。
（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。
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➢ 纳米SiO2 -醋酸纤维素膜的制备
（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。
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➢ CA膜的结构
1%
99％
表皮层 孔径 0.0008~0.001m
过渡层 孔径 0.02 m
多孔层 孔径 0.1～0.4 m
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➢ CA膜的特点
无毒 亲水性良好
B
来源广泛 A
价格便宜
Advantages
C
通过判断膜孔径的变化，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。
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➢ 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。
CA膜的 改性方法
a.共混改性 b.表面接枝改性 c.涂覆改性 d.等离子改性
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➢ 聚乙二醇-醋酸纤维素膜的制备
（l）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：将铸膜液在常温下静置4h，使铸膜液中的气泡脱除。
（3）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240μm的初生态膜。
（4）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。
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结论
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2
3
4
纳米SiO2粒子只是单纯 作为一种无机添加剂
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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
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醋酸纤维素膜的应用
➢ 废水处理
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➢ 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、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。
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醋酸纤维素膜
➢ 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%。
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➢ CA膜
醋酸纤维素膜
显微镜下的CA膜
成膜性好 通量高
膜表面光洁 E
抗污染性好
D 经济效益高
节能减排
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➢ CA膜的发展
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
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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 膜材料，并且到 现在仍是主要的 反渗透膜材料。
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醋酸纤维素膜的应用
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。