納米纖維素基分離材料的制備與研究.pdf

1、細菌纖維素(BC)是以一種以葡糖桿菌(Gluconacetobacter xylinum)為生產(chǎn)菌株合成的超細高純的纖維素與自然界存在的植物纖維素相比，其具有純度高、結(jié)晶度高、吸水性強、抗張強度好、生物適應(yīng)性強等特性。細菌纖維素在結(jié)構(gòu)上主要特點為納米級纖維束互相纏結(jié)，形成無規(guī)排列的三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。利用該結(jié)構(gòu)，以細菌纖維素為基用于超濾膜的制備是一個全新的研究領(lǐng)域。
　　 本文對細菌纖維素作為膜分離材料的制備及性能進行了初步研究。分

2、別用殼聚糖對細菌纖維素進行交聯(lián)改性制備了BC/殼聚糖交聯(lián)復(fù)合膜，以及將細菌纖維素勻漿后與PVA共混制備了BC/PVA共混復(fù)合膜。并以牛血清蛋白作為分離對象，分別考察了BC/殼聚糖交聯(lián)復(fù)合膜和BC/PVA共混復(fù)合膜對于牛血清蛋白分子的分離效果。具體工作如下：
　　 1．用不同濃度的殼聚糖對細菌纖維素膜進行交聯(lián)改性。殼聚糖分子通過氫鍵作用與細菌纖維素網(wǎng)絡(luò)纏結(jié)，提高了細菌纖維素膜的機械性能。在殼聚糖含量為2％時，復(fù)合膜的拉伸強度達到7

3、3MPa。研究了殼聚糖的濃度對膜過濾性能的影響，隨著殼聚糖量的增加，膜通量、孔徑和孔隙率都呈下降的趨勢。
　　 2．研究了經(jīng)殼聚糖改性的細菌纖維素膜對金屬離子和牛血清蛋白的分離效果，考察了殼聚糖濃度、進水壓力、過濾時間對膜分離性能的影響。實驗結(jié)果表明，BC/殼聚糖交聯(lián)復(fù)合膜對金屬離子分離效果很差，而對牛血清蛋白有很好的分離效果；隨著殼聚糖濃度的增加，進水壓力的增大，其對牛血清蛋白的截留率增大；隨著過濾時間的延長，牛血清蛋白通量下

4、降，截留率上升。最終確定了最佳的處理工藝條件：殼聚糖濃度選在2wt％，壓力0.2MPa,過濾時間20min。
　　 3．對細菌纖維素膜進行勻漿處理后與PVA共混制備復(fù)合膜。PVA凝膠廣泛存在于細菌纖維素顆粒之間形成雙凝膠結(jié)構(gòu)，通過氫鍵和羧基羥基進行結(jié)合，BC/PVA含量為5：1時，拉伸強度達到26MPa。
　　 4．研究了PVA含量、過濾壓力和過濾時間對BC/PVA共混復(fù)合膜過濾牛血清蛋白的影響。PVA含量越高，共混復(fù)合

5、膜對于牛血清蛋白的截留率越高；過濾壓力增大時，截留率提高，但隨著壓力升高，截留率增大趨勢減緩；過濾時間增加，共混膜過濾性能下降。實驗所得當(dāng)BC/PVA(5：3)時，共混復(fù)合膜具有較好的過濾性能。
　　 5．用NaOH溶液對BC/殼聚糖交聯(lián)復(fù)合膜和BC/PVA共混復(fù)合膜進行了膜清洗與再生的效果的研究。由于結(jié)合方式的不同，BC/殼聚糖交聯(lián)復(fù)合膜在經(jīng)過較短時間清洗(＜30min)時通量恢復(fù)較快，而BC/PVA共混復(fù)合膜在較長時間的清洗