高通量纖維素膜的制備及其油水分離性能的應(yīng)用研究.pdf

1、食品含油廢水成分復(fù)雜、油分乳化度高，是一種較難處理的廢水。采用膜分離法可有效去除含油廢水中的乳化油甚至溶解油。其中，尤以親水性分離膜的性能更為出眾。親水性分離膜除了分離效果好，同時還具有良好的抗污染性能。但親水性分離膜的成本較高，阻礙了其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。纖維素是地球上資源最豐富的生物基質(zhì)材料，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、親水性和生物易降解性等特點(diǎn)，且成本低廉，是理想的親水性分離膜的制備原料。在全球環(huán)境污染嚴(yán)重和資源日益枯竭的今天，以天然生物

2、基材料為原料，已成為新材料研發(fā)的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。
　　本論文以天然纖維素為原料，以低溫的7wt％NaOH/12wt％尿素的水溶液為溶劑，通過調(diào)節(jié)致孔劑和凝固浴條件，調(diào)控纖維素分離膜的結(jié)構(gòu)和性能，獲得高通量的纖維素分離膜，并探究其對食品含油廢水的分離性能。具體研究工作主要圍繞以下幾個方面展開:
　　1、采用浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法，以聚乙二醇(PEG)等組分為致孔劑，通過調(diào)節(jié)鑄膜液中致孔劑的分子量和添加比例、凝固浴種類和溫度等，來調(diào)控纖維

3、素分離膜結(jié)構(gòu)和性能。結(jié)果表明，以5％Na2SO4水溶液為凝固浴，且在較高的凝固浴溫度下，致孔劑分子量越大，添加比例越高，纖維素分離膜的孔結(jié)構(gòu)越疏松，膜的純水通量越高。以PEG1000為致孔劑，且添加的質(zhì)量比(PEG1000:纖維素)為1.5，在40℃的5％Na2SO4水溶液中分相再生成膜，是高通量再生纖維素膜的最佳制備條件，純水通量可達(dá)198.6 L·m-2·h-1。
　　2、探究低溫溶劑體系下的PEG/纖維素鑄膜液體系的成膜機(jī)理

4、。以7wt％NaOH/12wt％尿素的低溫水溶液體系為溶劑，PEG/纖維素鑄膜液為低溫相溶、高溫分相體系。在浸沒沉淀過程中，非溶劑致相分離(NIPS)和熱致相分離(TIPS)機(jī)理同時影響纖維素分離膜的結(jié)構(gòu)和性能。研究結(jié)果表明，在低溫凝固浴中，成膜機(jī)理以NIPS為主導(dǎo);在高溫凝固浴中，成膜機(jī)理以TIPS為主導(dǎo)。
　　3、考察高通量纖維素分離膜的油水分離性能。結(jié)果表明，高通量纖維素分離膜具備較高的油水分離效率和良好的抗污染性能。實驗發(fā)