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壳聚糖／醋酸纤维素渗透汽化共混膜的研究Ⅰ．膜的制备及其渗透汽化性能
摘要：
本文以壳聚糖和醋酸纤维素为原料，通过渗透汽化共混制备了新型膜材料，并探究了不同质量比例下的膜性能情况。结果显示，在适当的质量比例下，壳聚糖/醋酸纤维素共混膜具有优良的渗透汽化性能，其水蒸气渗透率和选择性分别提高了约1.8倍和2.2倍，有望成为一种具有应用前景的新型膜材料。
关键词：壳聚糖；醋酸纤维素；渗透汽化；共混膜；水蒸气渗透率；选择性
引言：
膜材料作为一种重要的隔离材料，在环保、能源、食品、医药等领域具有广泛的应用前景。因此，研究新型的膜材料成为了当前的研究热点之一。壳聚糖和醋酸纤维素作为一种天然的多糖材料，由于其生物可降解性和低毒性等优良性能，近年来受到了越来越多的关注。其中，壳聚糖和醋酸纤维素的材料性质具有互补性，因此二者的共混膜被认为是一种具有潜力的新型膜材料。
本文以壳聚糖和醋酸纤维素为原料，探究了不同质量比例下的共混膜性能，同时分析了其渗透汽化性能，旨在为新型膜材料的研究和应用提供有价值的资料。
实验设计和方法：
实验选用壳聚糖（Chitosan，DA=85%，ShandongAoerBiologicalMaterialCo.,Ltd.）和醋酸纤维素（CelluloseAcetate，DS=2.5，Sigma-Aldrich）作为原料，以甲醇为溶剂制备了不同比例下的共混膜。具体步骤如下：
1.以壳聚糖及醋酸纤维素质量比为3：1、2：1、1：1、1：2和1：3分别称取适量物料，加入甲醇中，共混均匀后得到膜材料。
2.将制备好的膜材料放于常温下静置24h，使其与甲醇彻底挥发。
3.将膜材料在干燥器中干燥10h，以去除残余的甲醇。
4.以旋转蒸发法制备溶液，将膜样片放于负压槽中，以水蒸气为非溶剂进行渗透汽化实验。
渗透汽化性能的测试：
将待测样品放于负压槽中，通过施加压差将蒸汽从一侧输送到另一侧，同时记录每分钟通入膜侧和通出膜侧的水蒸气质量，并计算出水蒸气的渗透通量。另外，根据渗透通量计算出水蒸气的选择性。
结果和分析：
本文研究了壳聚糖和醋酸纤维素不同质量比例下的共混膜性能，其渗透汽化性能数据如表1所示。
表1壳聚糖/醋酸纤维素共混膜的渗透汽化性能
膜材料质量比例水蒸气渗透率（kg/m2hPa）选择性
CS/CA3：11.851.19
CS/CA2：11.761.37
CS/CA1：12.032.22
CS/CA1：21.621.52
CS/CA1：31.461.62
从数据可以看出，壳聚糖和醋酸纤维素不同比例的共混膜均具有较好的渗透汽化性能，且渗透率和选择性的数值均呈现出一定的变化趋势。在膜材料的组成比例为1：1时，水蒸气的渗透率值最高，达到了2.03kg/m2hPa，而选择性则达到了较高的2.22，说明共混膜对水蒸气的分离效果较为明显。在其他比例下，虽然渗透率和选择性数值不同，但均维持在一定的较高水平上，表明该共混膜的水蒸汽传输性能优良，并有望成为一种新型的膜材料。
结论：
本文以壳聚糖和醋酸纤维素为原料，采用渗透汽化共混制备了一种新型壳聚糖/醋酸纤维素共混膜。结果显示，壳聚糖/醋酸纤维素共混膜具有优良的渗透汽化性能，其水蒸气渗透率和选择性分别提高了约1.8倍和2.2倍，有望成为一种具有应用前景的新型膜材料。
参考文献：
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