纳米纤维素/滤纸浆复合微滤膜的制备与性能

编号 zgly0001716754

文献类型 期刊论文

文献题名 纳米纤维素/滤纸浆复合微滤膜的制备与性能

作者 张文文  俞娟  张丽君  范一民 

作者单位 江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京林业大学化学工程学院 

母体文献 林业科学 

年卷期 2020年09期

年份 2020 

分类号 TQ051.893 

关键词 纳米纤维素  滤纸浆  复合  微滤膜 

文摘内容 【目的】制备一种价格低廉、生产工艺简单、性能优良的纳米纤维素/滤纸浆复合微滤膜,研究不同复合膜定量、纳米纤维素添加量对复合微滤膜过滤性能和机械性能的影响,为纳米纤维素/滤纸浆复合微滤膜的工业化应用提供理论依据。【方法】采用成熟纸张生产工艺,将滤纸浆(FPP)和纳米纤维素(CNF)通过一步配抄法制备得到复合微滤膜。分别测试复合微滤膜中CNF留着率、纯水通量、面涂重质碳酸钙(GCC)截留率、机械性能并观察其微观形貌,分析CNF留着率、CNF添加量、复合膜定量对复合微滤膜纯水通量、GCC截留率和机械性能的影响。【结果】添加Al Cl3可使CNF成功留着于复合微滤膜中,CNF(g)/Al Cl3(mmol)配比为3∶2时,CNF留着率达100%;随着CNF添加量及复合膜定量提高,复合微滤膜的纯水通量降低、GCC截留率增加;当CNF添加量为20%、复合膜定量为50 g·m-2时,复合微滤膜的GCC截留率最高达85.94%,纯水通量仅为1 814 L·m-2h-1; CNF留着可明显提高复合微滤膜的机械性能,复合微滤膜的抗张强度最高达2.619 k N·m-1,是纯滤纸浆膜的2倍;复合微滤膜微观形貌分析表明,CNF能够搭接在滤纸基材上,降低滤纸基材孔隙率。【结论】在CNF分散液中加入Al Cl3,可实现CNF的截留并嵌入复合到滤纸浆中;复合膜定量越高、CNF添加量越大,复合微滤膜的纯水通量越小,对应的GCC截留率越高。当CNF添加量为20%时,复合微滤膜的GCC截留率最高达85.94%,纯水通量仅为1 814 L·m-2h-1;CNF强度较高,且能在滤纸基材中形成交联搭接,降低滤纸基材孔隙率,所有复合微滤膜的过滤性能和机械性能均优于纯滤纸浆膜。