纤维素超滤膜的制备及性能研究

以N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)作为纤维素溶剂,用L-S相转化法制备了纤维素超滤膜。通过正交实验确定制备复合超滤膜的最佳工艺条件为:纤维素质量分数12%、交联剂丁二酸、交联度2%、添加剂PVPK30质量分数0.3%、凝胶浴温度为30℃。最佳条件下制备的复合超滤膜的水通量达25.28 L/(m2.h),牛血清蛋白溶液截留率为90.31%。通过扫描电镜、X射线衍射、热重分析等手段对纤维素超滤膜进行了表征。结果表明,纤维素超滤膜具有较好的耐化学性能、降解性能及运行性能。

不同凝固浴对再生纤维素超滤膜结构和性能的影响

本文利用新型的常温纤维素溶解体系ZnCl_(2)/AlCl_(3)直接从棉浆中制备再生纤维素超滤膜,探讨了不同凝固浴对再生纤维素超滤膜结构和性能的影响。研究发现,当采用有机溶剂作为凝固浴时,可以提升相分离过程中溶剂—非溶剂的交换速度。随着凝固浴中有机溶剂比例的增加,可以使得膜表面致密皮层厚度增加、膜表面孔径大小减小,并使得膜内部出现非对称指状孔结构。在乙醇中得到的再生纤维素超滤膜的截留分子量(MWCO)可以达到314.5 kDa,水通量可以达到628.57 LMH/bar,并且能够分离病毒标志物2000 kDa的蓝色葡聚糖和人体免疫球蛋白(IgG)。结果表明,可以通过控制凝固浴中有机溶剂的比例来获取不同结构的再生纤维素超滤膜,并进一步展示了该种再生纤维素超滤膜在生物制药应用中的潜力。

纤维素非对称中空纤维超滤膜的制备与油水分离应用的研究

以N,N-二甲基乙酰胺为非溶剂添加剂制备了纤维素非对称中空纤维超滤膜,同时考察了外凝胶浴温度以及芯液种类对纤维素非对称中空纤维超滤膜结构和性能的影响,并制备了大尺寸膜组件进行油水分离实验。实验结果表明,非溶剂添加剂的加入提高了纤维素中空纤维超滤膜的渗透通量;且随外凝胶浴温度的升高,膜断面出现更多的指状孔结构,外皮层厚度逐渐减小,渗透通量增大,在外凝胶浴温度为65℃时达到29.3L/(m2.h1);采用二甲基亚砜为芯液,膜内侧皮层消失,外皮层变薄,得到含有大量贯通状孔的更明显的非对称结构;油水分离实验中,在不同油质量浓度的原料液条件下,膜组件对油的截留率均可达到98%以上;并对油质量浓度50mg/L的原料液进行了540h操作考察,渗透液含油量小于1mg/L。

纤维素膜超滤大豆蛋白溶液过程传质特性的研究

以N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)作为纤维素溶剂,用L-S相转化法制备纤维素超滤膜。通过研究大豆蛋白溶液在纤维素膜材料超滤过程中膜通量的变化规律,根据凝胶层理论和浓差极化理论,得到大豆蛋白溶液超滤过程中,操作压力、超滤溶液浓度与膜通量的变化关系的传质方程,同时建立了超滤法纯化大豆蛋白溶液的动力学模型,为利用纤维素超滤膜材料进行大豆蛋白分离的工业化生产提供技术上的理论指导。