壳聚糖荷正电纳滤膜的研究进展
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壳聚糖静电纺纳米纤维的研究进展作者:王丹单小红郜建锐来源:《纺织导报》2015年第01期摘要:本文对纯壳聚糖,壳聚糖与人工合成材料的混合物、与其它天然生物材料的混合物,以及壳聚糖衍生物等静电纺纳米纤维的制备方法和技术特点等进行了介绍。
关键词:纯壳聚糖;人工合成材料;天然生物材料;壳聚糖衍生物;静电纺中图分类号:TQ341 文献标志码:ADevelopment of Chitosan Nanofiber Made by ElectrospinningAbstract: Preparation methods and technology characteristics of electrospinning of pure chitosan nanofiber, blended chitosan/synthetic materials nanofiber or chitosan/other natural biomaterials nanofiber, as well as chitosan derivative nanofiber, were introduced in this article.Key words: pure chitosan; synthetic materials; natural biomaterials; chitosan derivative;electrospinning壳聚糖是自然界中甲壳素脱乙酰化后的产物,具有优异的性能,如亲水性、生物相容性、生物可降解性、抗菌、无毒、抗凝血性能等,在生物医学方向应用广泛。
而静电纺被认为是一种有效的制备微纳米纤维的方法。
本文主要从 4 个方面对部分壳聚糖纳米纤维的制备进行描述。
1 纯壳聚糖静电纺丝壳聚糖由于其氨基的质子化作用使其可溶于大多数的酸,又因其黏度较大,在静电纺高压作用下,聚合物内部离子基团的排斥力增加,聚合物难以从针头处喷射出来,且因其大的黏度容易堵塞针头,限制了纯壳聚糖的静电纺丝。
化工进展CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS2019年第38卷第1期纳滤膜在功能性低聚糖分离纯化中的应用研究进展陈献富,季华,范益群(南京工业大学化工学院,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009)摘要:功能性低聚糖具有抗肿瘤、抗放射、抗凝血、消炎和调节免疫力等医疗保健作用,广泛应用于食品科学和生物医药等领域。
纳滤作为一种高效的膜分离技术,在功能性低聚糖的分离与纯化中的应用得到越来越多的关注。
本文分析了纳滤膜对功能性低聚糖的分离机理,综述了纳滤膜在功能性多糖分离纯化中的应用进展,讨论了纳滤分离过程的影响因素,主要包括功能性多糖料液的性质、膜过程的操作参数以及膜材料本身的性质等。
其中,料液的性质主要体现在组成、浓度、黏度等方面;操作参数主要体现在压力、温度、膜面流速和pH 等方面;而膜材料的性质主要体现在微结构和表面性质两个方面。
最后,进一步指出纳滤膜技术用于功能性多糖分离纯化时在设备成本、膜材料及膜污染等方面存在的问题,并对未来纳滤膜技术在低成本专用膜材料及系统开发和膜污染控制方面的研究进行了展望。
关键词:膜;纳滤;低聚糖;纯化;膜污染中图分类号:TQ028文献标志码:A文章编号:1000-6613(2019)01-0394-10Application of nano-filtration membranes in the separation andpurification of functional oligosaccharidesCHEN Xianfu ,JI Hua ,FAN Yiqun(State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering,College of Chemical Engineering,Nanjing TechUniversity,Nanjing 210009,Jiangsu,China)Abstract:Functional oligosaccharides have been widely used in the fields of food and biomedicine dueto their appealing characters of anti-tumor,anti-inflammatory,anti-coagulation,anti-radiation,and other health functions.As an efficient separation technology,nano-filtration has attracted more and more attention in the separation and purification of functional oligosaccharides.In this paper,the separation mechanism of nano-filtration membranes for functional oligosaccharides was analyzed.Recent progress in their applications for the separation and purification of functional oligosaccharides was reviewed.The factors affecting the nano-filtration process were discussed,including the properties of feed solution,theoperating parameters of membrane process,and the characters of membrane materials.The factors of feed solution mainly included its composition,concentration,viscosity,etc .The operating parameters were mainly reflected in the following:temperature,pressure,membrane surface velocity,pH,etc .The characters of membrane materials included both the microstructure and the surface properties.Finally,the特约评述DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2018-1250收稿日期:2018-06-16;修改稿日期:2018-07-02。
荷负电强化纳滤膜的制备及其应用研究摘要纳滤作为一种可操作性强,适应性较高的新型分离技术,越来越广泛地应用于人类生产生活中的各个方面,如污水处理,饮用水纯化,产物提纯等。
现有的商业纳滤膜多数基于胺类单体与酰氯类单体进行界面聚合反应制备而成,产品性能较稳定,可满足绝大多数的生产需求。
然而此类纳滤膜存在的一个缺点是,随溶液pH值下降膜表面带电基团被质子化,纳滤膜的荷负电性能逐渐被削弱。
本文提出将强酸性基团(-SO3H)引入分离层中,藉以提高纳滤膜在低pH条件下的荷负电稳定性,使纳滤膜的应用范围得到进一步的拓宽。
首先,论文将2, 5-二氨基苯磺酸(DABSA)与哌嗪(PIP)共混,在超滤膜支撑层表面与TMC进行界面聚合反应制备出I型荷负电强化纳滤膜(NF-PD),同时制备出等通量的哌嗪-聚酰胺纳滤膜(NF-P)。
用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),X射线光电子能谱(XPS),zeta电位表征纳滤膜的表面形貌、化学组成和荷电性能,并进一步表征纳滤膜分离层孔径、渗透率以及盐分离性能等,最后系统性探究该纳滤膜在不同条件下对Na2SO4、Cr(VI)的分离性能。
结果表明NF-PD在低pH值条件下对Na2SO4的截留率为~92%,对Cr(VI)的截留率可达60-80%,与此同时NF-P对Na2SO4、Cr(VI)的截留率分别低于80%、50%,且随着pH值的降低截留率差异进一步增大,说明经过荷负电强化的NF-PD更适应低pH条件下的分离过程。
论文进一步探究了环境条件对荷负电强化纳滤膜盐分离性能的影响。
论文分析了NF-PD和NF-P在不同pH值条件下对不同浓度Na2SO4、MgSO4和MgCl2的截留率变化规律。
结果表明两种纳滤膜对Na2SO4的截留率都随pH值下降而降低,但NF-PD的截留率下降幅度低于NF-P;对于MgCl2而言,截留情况则正好相反;对于MgSO4而言,纳滤膜主要通过孔径筛分效应对其分离,其截留率的高低主要取决于纳滤膜孔径的大小,因此pH值变化对其截留率变化影响较小。
文章编号:1006-3080(2022)05-0616-08DOI: 10.14135/ki.1006-3080.20210609002电喷雾法构筑MOFs/壳聚糖荷正电纳滤膜龚信瑀, 杨 峥, 刘 璨, 王晓暄, 马晓华(华东理工大学化工学院,上海 200237)摘要:将壳聚糖的直接成膜性与电喷雾技术结合,并引入金属有机骨架(MOFs ),制备了NH 2-UIO-66(Zr)/壳聚糖荷正电纳滤膜这一种复合膜,实现对Ni 2+的高效分离和富集。
通过电喷雾技术可有效解决传统壳聚糖纳滤膜成膜周期长、膜层较厚、通量较低等问题。
实验表明,与传统涂覆工艺相比,电喷雾法制备的壳聚糖复合膜在保持较高截留率的情况下,渗透性提高了634%。
然而,单一壳聚糖基质膜受trade-off 效应影响,分离性能难以进一步提升。
引入NH 2-UIO-66(Zr)作为填料可有效缓解trade-off 效应,所制备的复合膜在不牺牲截留率的情况下,相对于单一基质膜,其水通量进一步提升了38%,最终为4.7×10−5 L/(m 2·h·Pa),对NiCl 2截留率为92%。
关键词:壳聚糖;金属有机骨架;纳滤膜;电喷雾中图分类号:TQ028.8文献标志码:A随着锂电池行业和半导体行业的兴起,含镍废水问题已成为了亟需解决的难题[1-3]。
荷正电纳滤技术由于具有节能、环保等优势,近年来逐渐受到广泛关注[4-6]。
荷正电纳滤膜通常由较致密的荷正电性皮层和多孔基底组成,分离重金属离子的过程受道南(Donnan )排斥、筛分作用、吸附效应的协同影响[7-8]。
其常见的制备方法包括界面聚合法[9]、组装法[10]、交联法[11]、接枝法[12]等。
然而,接枝法对材料光敏性要求高,组装法难以工业化扩大生产,交联法成膜周期较长,界面聚合法涉及挥发性有毒溶剂。
因此,研究人员需开发简单、环保的新工艺以制备荷正电纳滤膜并将其应用于截留重金属离子。
高性能荷电纳滤膜的制备研究进展
郭乃妮;郑敏燕;杨连利
【期刊名称】《皮革与化工》
【年(卷),期】2015(000)003
【摘要】荷电纳滤膜是一种新型纳米级孔结构的荷电性滤膜,具有高选择性、耐高温、耐溶剂、高物化稳定性、操作压力低、较好的压密性、较强的抗污染能力等特点,用途广泛。
通过对荷电纳滤膜的制备方法的综述,结合荷电纳滤膜材料的发展需求提出了新型无机一有机复合荷电纳滤膜的合成方法,对高性能荷电纳滤膜的发展前景进行了展望。
【总页数】4页(P26-29)
【作者】郭乃妮;郑敏燕;杨连利
【作者单位】咸阳师范学院化学与化工学院,陕西咸阳712000;咸阳师范学院化学与化工学院,陕西咸阳712000;咸阳师范学院化学与化工学院,陕西咸阳712000
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.8
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1.改性氧化石墨烯/聚醚砜杂化荷正电纳滤膜的制备及表征 [J], 余亮;张亚涛;刘金盾
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5.紫外分步辐照接枝制备亲水性荷负电纳滤膜 [J], 曹绪芝;平郑骅;李本刚;郭斌因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
荷电纳滤膜早期的膜分离过程,是基于一种物理筛分的原理,即膜允许比其孔径小的组分透过而截留比其孔径大或相近的组分。
在应用过程中,若待分离组分介质粒径很小,所用膜的孔径也须相应减小,这势必会造成通量下降、操作费用升高等问题。
为了避免上述缺陷,近几年来荷电膜得到了迅速的发展,尤其是荷电纳滤膜,由于其独特的分离特性而受到重视。
荷电纳滤膜是含有固定电荷的膜, 其分离原理,除了中性膜的基于孔径大小的物理筛分之外,还有着独特的静电吸附和排斥作用。
荷电纳滤膜中引入了荷电基团,膜的亲水性得到加强,透水量增加,适于低压操作,抗污染以及选择透过性方面都具有优势,可以用大孔径膜吸附分离直径较小的物质;分离相对分子质量相近而荷电性能不同的组分[1,2]。
根据膜中固定电荷电性的不同,可将荷电纳滤膜分为荷正电纳滤膜和荷负电纳滤膜。
根据荷电位置不同,可分为表层荷电膜和整体荷电膜。
目前已工业化的多为表层荷负电膜。
本文介绍了国内外近年来荷电纳滤膜的研究进展,包括荷电纳滤膜制备方法、表征技术、传递机理及其在各方面的应用等;分析了存在的问题,讨论了可能的解决方法,对以后的研究提出了一些建议。
1 荷电纳滤膜的制备复合膜是当前发展最快、研究最多的膜,一般指在多孔的支撑膜(基膜)上复合一层很薄的、致密的、有特种功能的另一种材料。
与一体化膜比较,复合膜的表面致密层厚度很薄, 从而使膜同时具有高的溶质分离率和透过速度。
1.1 荷负电纳滤膜目前常用的纳滤膜有: 聚芳香酰胺类、聚呱嗪酰胺类、磺化聚砜类、聚乙烯醇类等。
芳香聚酰胺类、聚呱嗪酰胺类是采用界面聚合方法制备荷电表层;磺化聚砜类、聚乙烯醇类则是采用涂敷法制备荷电表层。
1.1.1 界面聚合法界面聚合是利用两种反应活性很高的单体(或预聚物)在两个不互溶的溶剂界面处发生聚合反应,从而在多孔支撑体上形成一薄层。
例如,首先将支撑膜浸在含有呱嗪的水溶液中,然后再将膜浸入含有均苯三甲酰氯的有机溶液中,通过界面聚合反应可制备聚呱嗪酰胺复合纳滤膜。
壳聚糖作为分离膜材料的研究进展
郎雪梅;侯有军;赵建青
【期刊名称】《化工进展》
【年(卷),期】2005(24)7
【摘要】介绍了甲壳素和壳聚糖的制备、结构和性质,对壳聚糖在反渗透膜、渗透蒸发膜、超滤膜、纳滤膜、亲和膜、离子交换膜、气体分离膜等方面的应用进行了综述.
【总页数】6页(P737-742)
【作者】郎雪梅;侯有军;赵建青
【作者单位】华南理工大学,化工与能源学院,广州,510640;华南理工大学,材料科学与工程学院,广州,510640;华南理工大学,材料科学与工程学院,广州,510640
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.8
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