林业科学

作者：张文文,俞娟,张丽君,范一民*

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 南京 210037

关键词：纳米纤维素,滤纸浆,复合,微滤膜

基金：国家自然科学基金青年项目(31901275)

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AlCl3可使CNF成功留着于复合微滤膜中，CNF(g)/AlCl3(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 kN·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AlCl3，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。

来源：2020年第9期

《林业科学》期刊编辑部

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