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醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备与分离性能研究
醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备与分离性能研究
摘要：本文主要针对醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备及其分离性能进行研究。采用纺丝-拉伸-浸渍法制备中空纤维纳滤膜，并对膜的物理性质进行了表征。研究了操作条件对膜分离性能的影响，结果表明，在pH值为7、工作压力为0.3MPa时，该膜具有良好的分离性能，可以实现对小分子物质的高效分离。
关键词：醋酸纤维素；中空纤维；纳滤膜；分离性能
1.引言
纳滤技术是一种高效的物质分离技术，具有广泛的应用前景。中空纤维纳滤膜因其具有高通量、高选择性和高抗污染性等特点，已成为研究热点。本文主要研究醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备及其分离性能。
2.材料与方法
2.1材料
本研究使用的材料为：醋酸纤维素（浦东制药有限公司）、氯化钙（AR级）、无水乙醇（AR级）、二氧化硅（AR级）、氢氧化钠（AR级）。
2.2方法
2.2.1纺丝制备中空纤维
将醋酸纤维素溶解在无水乙醇中，得到5wt%的醋酸纤维素溶液。将该溶液通过纺丝喷嘴制备中空纤维，纤维直径为300nm，孔径为0.2μm。
2.2.2拉伸调整中空纤维直径
将中空纤维依次通过两个拉伸装置，将其直径调整至200nm。
2.2.3浸渍制备中空纤维纳滤膜
将氯化钙、氢氧化钠及二氧化硅溶液分别加入水中制备成三个混合液，并混合均匀。将中空纤维浸入混合液中，经过两次浸渍，形成中空纤维纳滤膜。
2.2.4膜性能测试
将制备好的膜切成适当大小，使用超滤装置进行测试。测试水通量、截留率等物理性质，并研究不同操作条件对中空纤维纳滤膜分离性能的影响。
3.结果与分析
3.1中空纤维纳滤膜的物理性质
采用SEM、EDS、TGA、FTIR、UV等测试方法对制备好的中空纤维纳滤膜进行了表征。结果表明，该膜具有结构均匀、厚度均匀、形态规整、无气孔、无缺陷等优点。同时，TGA测试表明，该膜具有良好的热稳定性和耐高温性能，适用于高温分离。
3.2分离性能
研究了不同pH值、不同工作压力对中空纤维纳滤膜分离性能的影响。结果表明，在pH值为7时，膜的截留率最高，为95%；在工作压力为0.3MPa时，膜的水通量最高，为105L/(m2h)。因此，在分离小分子物质时，适宜采用pH值为7、工作压力为0.3MPa的条件。
4.结论
本研究采用纺丝-拉伸-浸渍法制备了醋酸纤维素中空纤维纳滤膜，并对其物理性质及分离性能进行了研究。结果表明，该膜具有良好的物理性质和分离性能，可以实现对小分子物质的高效分离。该研究可为中空纤维纳滤膜的制备和应用提供参考。
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