聚合度对再生纤维素超膜性能的影响通过ZnCl2/AlCl3水溶剂系统
Ming Chen1, Mengyu Ren1, Manyao Zhu1
1Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology, Ministry of Education, College of Textile Science and Engineering, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China.
Carbohydrate polymers
|September 3, 2024
概括
研究人员开发了一种使用环保溶剂系统制备再生纤维素 (RC) 超膜的直接方法. 调整纤维素聚合度 (DP) 允许量身定制膜结构和性能,以实现高效的分离和防应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 分离技术 分离技术
背景情况:
- 直接制备再生纤维素 (RC) 超膜至关重要.
- 现有的方法往往缺乏效率或环保性.
研究的目的:
- 开发一种直接的室温方法,用于制备RC超膜.
- 研究纤维素聚合度 (DP) 对膜性质的影响.
- 评估用于分离和防应用的准备膜的性能.
主要方法:
- 使用精制棉作为纤维素来源.
- 采用ZnCl2/AlCl3溶剂系统用于纤维素的溶解和降解.
- 应用非溶剂诱导相分离 (NIPS) 用于膜制造.
- 具有特征的膜结构,毛孔大小和水友性.
- 评估的水流量,分子重量切断点 (MWCO),病毒排斥和蛋白质吸附.
主要成果:
- 在室温下成功制备RC超膜.
- 减少纤维素DP降低了溶液粘度,促进了不对称的指纹状孔隙结构.
- 较低的DP膜显示表面孔略大,厚密层较厚.
- 一个DP为250的膜 (DP250-ET) 实现了630 L·m−2·h−1·bar−1的水流量和300 kDa的MWCO.
- DP250-ET膜显示有效的病毒分离 (LRV>3.91) 和IgG分离.
- 与PES膜相比,膜表现出增强的水友性 (WCA=39.5°) 和优越的防腐性能 (FRR>80%).
结论:
- 在制造RC超膜时,ZnCl2/AlCl3溶剂系统是有效的.
- 控制纤维素DP是一种可行的策略,以量身定制膜结构和性能.
- 开发的膜显示了有效的分离和防应用的巨大潜力.
