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三醋酸纤维素正渗透膜的制备与性能初步研究
摘要：
本文以三醋酸纤维素为材料，采用交替浸润相分离法制备正渗透膜，研究了制备条件对膜性能的影响。结果表明，采用二甲基亚砜（DMSO）和N，N-二甲基甲酰胺（DMF）混合溶液酸化三醋酸纤维素，可以得到较好的膜性能，最佳制备条件为醋酸含量为50%，DMSO/DMF体积比为1∶1，拉伸速度为50mm/min，温度为-20℃。
关键词：三醋酸纤维素；正渗透膜；交替浸润相分离法；制备条件；性能研究
引言：
正渗透膜是一类具有微孔结构的非常规膜，其孔径在1~100纳米之间，途径是孔径中溶剂与非溶剂交替进入和排出，从而实现了溶剂的透过。正渗透膜应用领域广泛，如水处理、气体分离、生物医药等领域。其中，以三醋酸纤维素正渗透膜应用最为广泛。
方法：
1.材料制备
三醋酸纤维素（CA；浦东东方化学科技有限公司）。
2.材料处理
将10克的CA粉末放入含0.5克NaCl的1L非水溶剂（DMF：DMSO=1:1）中，搅拌溶解。通过滴加醋酸使pH值为2.5，且保持一段时间。用0.45um的滤纸过滤得到混合液。
3.膜制备
将钢网（幅宽4厘米）浸泡在混合液中，经过反复浸渍、滴胶、挂干等步骤，在低温条件（-20℃）下拉伸，得到约1微米厚的CA膜。将膜放入乙醇中提取，经过水洗、干燥，得到三醋酸纤维素正渗透膜。
4.性能测试
通过扫描电子显微镜（SEM）观察膜表面形貌，利用比色法测定逆渗透率。通过气体渗透实验和水透过实验，测试膜性能。
结果与讨论：
1.制备条件对膜性能的影响
控制混合液的醋酸含量、DMF/DMSO体积比和温度等因素，研究对制备的膜性能的影响。结果表明，当醋酸含量为50%，DMSO/DMF体积比为1：1时，膜性能最佳。
2.膜表面形貌
SEM显示，制备的正渗透膜表面平整，无规则孔洞，呈现均匀的孔径分布。
3.逆渗透率
通过比色法测定，制备的正渗透膜具有较好的逆渗透性能，其逆渗透率为85.9%。逆渗透率越高，说明制备的膜性能越好，透水率越低。
结论：
本文采用交替浸润相分离法制备了三醋酸纤维素正渗透膜。比较了不同制备条件下的膜性能，结果表明，当醋酸含量为50%，DMF/DMSO体积比为1：1时，膜性能最佳。本文制备的正渗透膜具有良好的逆渗透性能，适用于水处理、气体分离、生物医药等领域。