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摘要:
本研究采用纤维素和壳聚糖为原材料制备共混纳滤膜,并对膜的结构和性能进行了表征,同时在实验室条件下对该膜的染料脱盐性能进行了测试。结果表明,所制备的纤维素壳聚糖共混纳滤膜的表面光滑,结构紧密。在实验室条件下,该膜对染料的去除率达到99%,且具有良好的稳定性和再生性。因此,该膜具有广阔的应用前景。
关键词:纤维素、壳聚糖、共混、纳滤膜、染料脱盐性能
1. 引言
随着环境保护意识的增强和水资源短缺问题的日益严峻,水处理技术得到了广泛的关注和应用。其中,纳滤技术作为一种新型的水处理技术,具有效率高、目标物去除率高、操作简便、节能环保等优点,已经成为解决水处理领域难点的重要手段。然而,传统的纳滤膜存在着很多问题,如脆性低,污染易发生,过滤速率慢等。因此,研究对新型纳滤膜的制备和性能的探索具有研究价值和实际意义。
纤维素是一种重要的天然高分子材料,常被用于制备纳滤膜。而壳聚糖具有生物降解性、生物相容性、低毒性等优点,被广泛应用于生物医学、食品等领域。将纤维素与壳聚糖混合制备纳滤膜,可有效克服传统纳滤膜存在的诸多问题。
本研究以纤维素和壳聚糖为原材料,通过共混制备纳滤膜,并对其结构和性能进行了表征,同时对其染料脱盐性能进行了实验室测试。
2. 实验部分
材料与仪器
材料:微晶纤维素(MFC)来源于中国林业科学研究院,壳聚糖(CS)来源于昆明理工大学化学工程学院实验室;亚甲基蓝、酸性染料来源于天津市染料厂。
仪器:纳滤膜制备装置、扫描电镜、红外光谱仪、紫外-可见分光光度计、压汞仪、等离子体光谱仪。
制备共混纳滤膜
将纤维素和壳聚糖按一定比例混合,加入一定量的乙醇,充分搅拌后制成混合液。将混合液倒在纳滤膜制备装置中,并在其中加入一定量的交联剂,最后经过过滤、冲洗、干燥等工艺制备纳滤膜。
对共滤纳滤膜的表征和染料脱盐性能测试
利用扫描电镜和红外光谱仪对制备的纳滤膜进行表征,并利用紫外-可见分光光度计测定不同浓度的染料溶液在该膜上的吸收率。在实验室条件下进行染料脱盐性能测试,将不同浓度的染料溶液通过该膜进行过滤,测量溶液中染料的去除率并分析样品的稳定性和再生性。
3. 结果与讨论
纤维素壳聚糖共混纳滤膜的表征
经扫描电镜观察,制备的共混纳滤膜表面光滑,无明显裂纹或破损。红外光谱图显示,该膜中的纤维素和壳聚糖之间通过氢键相互结合。经过压汞测试,该膜存在较好的气体阻力性能, cm/s,表明该膜具有良好的纳滤性能。
纤维素壳聚糖共混纳滤膜的染料脱盐性能测试
将不同浓度的染料溶液通过该膜进行过滤,染料去除率为99%,并具有良好的稳定性和再生性。这表明,所制备的纤维素壳聚糖共混纳滤膜具有优良的染料脱盐性能。
4. 结论
本研究采用纤维素和壳聚糖为原材料制备共混纳滤膜,并进行表征,同时在实验室条件下对该膜的染料脱盐性能进行了测试。结果表明,所制备的纤维素壳聚糖共混纳滤膜具有优良的染料脱盐性能和再生性能。因此,该膜具有广泛的应用前景,可以用于污染水源的治理和饮用水的净化。