宋　冰　石　勇　陸海龍　馬金霞　周小凡

(南京林業(yè)大學(xué)江蘇省制漿造紙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇南京,210037)

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細(xì)菌纖維素紙質(zhì)復(fù)合微濾膜的開(kāi)發(fā)

宋冰石勇陸海龍馬金霞周小凡*

(南京林業(yè)大學(xué)江蘇省制漿造紙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇南京,210037)

摘要：分別利用硫酸鹽闊葉木漿、硫酸鹽針葉木漿和機(jī)械漿抄造紙質(zhì)基膜并測(cè)定其過(guò)濾性能；采用溶液過(guò)濾復(fù)合法,通過(guò)過(guò)濾使分散均勻的細(xì)菌纖維素在紙質(zhì)基膜上形成一層致密薄膜層,即得到細(xì)菌纖維素紙質(zhì)復(fù)合微濾膜。結(jié)果表明：采用打漿度為10°SR的機(jī)械漿抄造定量為90 g/m2的紙質(zhì)基膜的過(guò)濾性能最好；采用該紙質(zhì)基膜制備的細(xì)菌纖維素紙質(zhì)復(fù)合微濾膜(細(xì)菌纖維素復(fù)合量6 g/m2)平均孔徑為0.01～1 μm,達(dá)到微濾膜水平,且強(qiáng)度性能、耐高溫性、耐堿性良好。

關(guān)鍵詞：細(xì)菌纖維素；微濾復(fù)合膜；截留率；紙質(zhì)基膜

膜分離技術(shù)是利用具有選擇性的薄膜對(duì)雙組分或多組分液體或氣體進(jìn)行分離、分級(jí)、提純或富集的技術(shù)[1]。膜分離具有高效、節(jié)能、無(wú)二次污染、可在常溫下連續(xù)操作、設(shè)備體積小且可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。在已工業(yè)化應(yīng)用的膜中,微濾膜占有舉足輕重的地位。

微濾膜的分離機(jī)理一般被描述為篩分過(guò)程[2],包括膜表面層的截留和膜內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的截留。通常認(rèn)為,復(fù)合膜一般由支撐基膜和表面超薄皮層組成,致密超薄的皮層是截留的關(guān)鍵因素。目前,商品微濾膜基材主要有：纖維素酯類、聚酰胺類、聚砜類、含氟材料類、聚碳酸酯和聚酯類、聚烯烴類和無(wú)機(jī)材料類[3]。由上述基材制備的微濾膜濾水性能差,在過(guò)濾時(shí)需要較大動(dòng)力,能耗大,實(shí)際應(yīng)用價(jià)值低。紙張具有纖維交織形成的多孔性三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其過(guò)濾動(dòng)力較小。在支撐基膜上形成致密層的方法一般有：稀溶液拉出法、溶液涂布法、溶液過(guò)濾復(fù)合法、水面形成法、界面縮聚法、原位聚合法以及等離子聚合法等[4-5]。

本實(shí)驗(yàn)采用溶液過(guò)濾復(fù)合法,通過(guò)過(guò)濾在紙質(zhì)基膜上覆蓋一層致密的薄膜皮層而制備細(xì)菌纖維素紙質(zhì)復(fù)合微濾膜。該方法簡(jiǎn)化了細(xì)菌纖維素紙質(zhì)復(fù)合微濾膜的生產(chǎn)過(guò)程，操作簡(jiǎn)便且環(huán)保。

1實(shí)驗(yàn)

1.1原料

硫酸鹽闊葉木漿、硫酸鹽針葉木漿和漂白機(jī)械漿，實(shí)驗(yàn)室自制；動(dòng)態(tài)培養(yǎng)細(xì)菌纖維素，江蘇盛豐登泰生物科技有限公司；商品膜(混合纖維素微濾膜,1 μm),上海摩速科技器材有限公司；鹽酸、氫氧化鈉(分析純),南京化學(xué)試劑有限公司；活性干酵母(啤酒專用),安琪酵母股份有限公司；重質(zhì)碳酸鈣(GCC,粒徑1～5 μm),常熟芬歐匯川紙業(yè)；濕強(qiáng)劑為聚酰胺環(huán)氧氯丙烷(PAE,質(zhì)量分?jǐn)?shù)12.5%),杭州傳化化學(xué)品有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1紙質(zhì)基膜的制備

以硫酸鹽闊葉木漿、硫酸鹽針葉木漿和漂白機(jī)械漿為原料,用PFI磨打漿機(jī)獲得打漿度不同的紙漿,疏解后,加入2%濕強(qiáng)劑PAE,在實(shí)驗(yàn)室PTI抄片器上抄片,制得紙質(zhì)基膜。

1.2.2細(xì)菌纖維素的處理

因動(dòng)態(tài)培養(yǎng)的絮狀細(xì)菌纖維素內(nèi)含有大量的培養(yǎng)液和少量的菌體,因此,使用前要對(duì)其進(jìn)行清洗。首先用自來(lái)水沖洗約12 h,沖洗之后浸泡于0.1 mol/L的NaOH溶液中,并于80℃水浴鍋中保溫2～3 h,取出后用去離子水沖洗浸泡至呈中性。最后將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的細(xì)菌纖維素在疏解機(jī)下疏解10000轉(zhuǎn),得到分散均勻且無(wú)顆粒狀的細(xì)菌纖維素。圖1顯示了細(xì)菌纖維素放大10萬(wàn)倍時(shí)的結(jié)構(gòu)。由圖1可知,細(xì)菌纖維素長(zhǎng)30～100 nm、寬3～8 nm。從形態(tài)上看,細(xì)菌纖維素的長(zhǎng)徑比較大，是制備紙質(zhì)復(fù)合微濾膜的合適材料。

1.2.3細(xì)菌纖維素紙質(zhì)復(fù)合微濾膜的制備

圖1　細(xì)菌纖維素放大10萬(wàn)倍時(shí)的結(jié)構(gòu)

利用實(shí)驗(yàn)室平板過(guò)濾器模仿工廠復(fù)合抄造過(guò)程。首先,將紙質(zhì)基膜裝載于平板過(guò)濾器上,再將分散均勻的細(xì)菌纖維素稀釋至質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%并加入到平板過(guò)濾器中,然后在0.1 MPa壓力下均勻過(guò)濾,直至沒(méi)有水濾出,此時(shí),在紙質(zhì)基膜上形成了一層均勻的膜(細(xì)菌纖維素復(fù)合量為1～10 g/m2),得到細(xì)菌纖維素紙質(zhì)復(fù)合微濾膜(以下簡(jiǎn)稱“復(fù)合膜”)。

1.2.4復(fù)合膜微濾性能分析

(1)純水透過(guò)量

在一定溫度和跨膜壓差下,膜對(duì)純水有一定的透過(guò)能力。采用標(biāo)準(zhǔn)的純水透過(guò)量檢測(cè)方法[6]測(cè)定復(fù)合膜的純水透過(guò)量：將純水注入超濾杯中,水溫控制在25℃,以氮?dú)馄繛閴毫υ?壓力控制在0.1 MPa,記錄一定時(shí)間內(nèi)純水的流出量,即可得復(fù)合膜的純水透過(guò)量。

(2)截留率

利用NSKC-1光透型粒度分析儀對(duì)GCC分散液進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明,90.2%的GCC粒徑小于2 μm,最大粒徑約為5 μm,粒徑范圍在0.03～5 μm。配制不同質(zhì)量濃度的活性干酵母分散液和GCC分散液,并分別繪制600 nm處吸光度與分析液質(zhì)量濃度、分析液濁度與其質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線,以便計(jì)算濾液質(zhì)量濃度。實(shí)驗(yàn)采用活性干酵母和GCC分散液檢測(cè)復(fù)合膜在室溫下的截留率情況。復(fù)合膜截留率的計(jì)算見(jiàn)式(1)：

(1)

式中,R為截留率, %；C1為分散液質(zhì)量濃度,mg/L；C2為濾液質(zhì)量濃度,mg/L。

1.2.5復(fù)合膜的物化性能分析

分別按照GB/T 12914—2008和GB/T 454—2002測(cè)定復(fù)合膜的干/濕抗張強(qiáng)度和干/濕耐破度[7],同時(shí)測(cè)定過(guò)濾3 h后復(fù)合膜對(duì)活性干酵母的截留情況,以反映復(fù)合膜的機(jī)械強(qiáng)度；將復(fù)合膜放入80 ℃水浴鍋中3 h,檢測(cè)復(fù)合膜的耐高溫性；將復(fù)合膜分別浸入濃度為0.5 mol/L的HCl溶液和濃度為0.5 mol/L的NaOH溶液中,常溫浸泡72 h后,用去離子水將復(fù)合膜表面沖洗干凈,再用其對(duì)活性干酵母進(jìn)行截留,以檢測(cè)復(fù)合膜的化學(xué)穩(wěn)定性。

1.2.6復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)性能分析

復(fù)合膜經(jīng)冷凍干燥后噴金,然后采用JSM-5600L掃描電子顯微鏡(SEM)觀察膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)。通過(guò)壓泡法[8]并采用紙張孔徑測(cè)定儀測(cè)定復(fù)合膜的最大孔徑(φ，μm),見(jiàn)式(2)：

(2)

式中,a為溫度T時(shí)異丙醇的表面張力,mN/m；θr為異丙醇的接觸角,θr=0°；g為重力加速度,9.8×102cm/s2；ρ1為U型壓力計(jì)中水的密度,1 g/cm3；h1為U型壓力計(jì)中水的液位差,cm；ρ2為溫度T時(shí)異丙醇的密度,g/cm3；h2為注入異丙醇高度,2 cm。

本實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行。經(jīng)查閱資料可知，室溫下異丙醇的表面張力a為21.3 mN/m、密度ρ2為0.7835 g/cm3。

2結(jié)果與討論

2.1紙質(zhì)基膜的選擇

2.1.1漿種對(duì)紙質(zhì)基膜過(guò)濾性能的影響

為了研究漿種對(duì)紙質(zhì)基膜過(guò)濾性能的影響,分別用硫酸鹽針葉木漿和硫酸鹽闊葉木漿(打漿度均為60°SR)抄造紙質(zhì)基膜,并測(cè)定其最大孔徑和純水透過(guò)量,結(jié)果如圖2所示。機(jī)械漿較難打漿,實(shí)驗(yàn)采用打漿度為10°SR的漂白機(jī)械漿抄造定量不同的紙質(zhì)基膜,并測(cè)定其最大孔徑和純水透過(guò)量(見(jiàn)圖2)。

由圖2可知,定量對(duì)不同紙質(zhì)基膜的最大孔徑和純水透過(guò)量的影響相似,純水透過(guò)量與最大孔徑均隨紙質(zhì)基膜定量的增大而減小。這是因?yàn)槎吭龃蠛?紙質(zhì)基膜的厚度也相應(yīng)增大,其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更復(fù)雜,彎曲孔道的數(shù)量增加,垂直的大孔孔道數(shù)量減少,從而導(dǎo)致紙質(zhì)基膜的純水透過(guò)量與最大孔徑減小。由圖2可知,在最大孔徑相同情況下,機(jī)械漿紙質(zhì)基膜的純水透過(guò)量比針葉木漿和闊葉木漿紙質(zhì)基膜大。定量小于90 g/m2時(shí),定量對(duì)紙質(zhì)基膜過(guò)濾性能的影響較顯著。定量大于90 g/m2以后,針葉木漿和闊葉木漿紙質(zhì)基膜的最大孔徑和純水透過(guò)量都逐漸趨向于零,機(jī)械漿紙質(zhì)基膜的最大孔徑和純水透過(guò)量大于零且趨于穩(wěn)定。對(duì)于機(jī)械漿,可通過(guò)增大定量的方式來(lái)減小其紙質(zhì)基膜的最大孔徑,雖然純水透過(guò)量顯著降低,但由于機(jī)械漿紙質(zhì)基膜的松厚度和孔隙率大，其純水透過(guò)量仍比針葉木漿和闊葉木漿紙質(zhì)基膜大。

圖2　定量對(duì)紙質(zhì)基膜最大孔徑和純水透過(guò)量的影響

2.1.2打漿度對(duì)紙質(zhì)基膜過(guò)濾性能的影響

硫酸鹽針葉木漿和硫酸鹽闊葉木漿經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器解離后再進(jìn)行PFI磨打漿,打漿刀輥轉(zhuǎn)速為1450 r/min、漿濃為10%,打漿過(guò)程中,每隔2 min取樣以測(cè)定打漿度,達(dá)到目標(biāo)打漿度后，漿料備用，以研究打漿度對(duì)紙質(zhì)基膜過(guò)濾性能的影響。實(shí)驗(yàn)測(cè)定了由打漿度為20～85°SR的硫酸鹽針葉木漿和硫酸鹽闊葉木漿抄造的定量為60 g/m2紙質(zhì)基膜的最大孔徑和純水透過(guò)量,結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知,在相同定量情況下,隨打漿度的提高,紙質(zhì)基膜最大孔徑和純水透過(guò)量降低幅度較大；漿料打漿度為20°SR時(shí),紙質(zhì)基膜的最大孔徑為27.6 μm,純水透過(guò)量為54.2 m3/(m2·h)；當(dāng)打漿度提高至85°SR時(shí),紙質(zhì)基膜的最大孔徑降至6.7 μm,純水透過(guò)量為0.736 m3/(m2·h)。這是由于打漿度越高，紙質(zhì)基膜緊度越大,漿料中的細(xì)小纖維也越多,細(xì)小纖維會(huì)填補(bǔ)大孔,使紙質(zhì)基膜最大孔徑變小?？讛?shù)量的減少會(huì)導(dǎo)致過(guò)濾阻力增大,也導(dǎo)致純水透過(guò)量降低。打漿度過(guò)高使纖維受到過(guò)度的機(jī)械力作用,纖維強(qiáng)度降低,有損紙質(zhì)基膜強(qiáng)度,同時(shí)打漿能耗提高。

圖3　打漿度對(duì)紙質(zhì)基膜最大孔徑及純水透過(guò)量的影響

綜上分析,對(duì)于硫酸鹽針葉木漿和硫酸鹽闊葉木漿,通過(guò)改變打漿度和定量不能同時(shí)保證紙質(zhì)基膜的最大孔徑和純水透過(guò)量均達(dá)到最優(yōu)水平。機(jī)械漿中的細(xì)小纖維可確保紙質(zhì)基膜的較小孔徑,促使紙質(zhì)基膜與細(xì)菌纖維素過(guò)濾層緊密接觸。當(dāng)定量大于90 g/m2時(shí),機(jī)械漿紙質(zhì)基膜可為復(fù)合膜提供足夠的抗壓強(qiáng)度,但純水透過(guò)量隨定量的增大而大幅降低；當(dāng)定量小于90 g/m2時(shí),隨定量的降低，機(jī)械漿紙質(zhì)基膜的最大孔徑大幅度增大。綜合考慮最大孔徑和純水透過(guò)量,選用打漿度為10°SR 的機(jī)械漿抄造定量為90 g/m2紙質(zhì)基膜進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

2.2細(xì)菌纖維素復(fù)合量對(duì)復(fù)合膜過(guò)濾性能的影響

細(xì)菌纖維素復(fù)合量對(duì)復(fù)合膜過(guò)濾性能的影響如圖4所示。由圖4可知,隨細(xì)菌纖維素復(fù)合量的增加,復(fù)合膜的最大孔徑和純水透過(guò)量均顯著降低。細(xì)菌纖維素復(fù)合量為6 g/m2時(shí),紙質(zhì)復(fù)合膜最大孔徑為5.0 μm,純水透過(guò)量為1.092 m3/(m2·h)；細(xì)菌纖維素復(fù)合量增加到10 g/m2時(shí),復(fù)合膜最大孔徑雖減小為1 μm,但純水透過(guò)量?jī)H為0.01 m3/(m2·h)。綜合考慮最大孔徑和純水透過(guò)量,選細(xì)菌纖維素復(fù)合量為6 g/m2比較適宜，并以此復(fù)合量進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

2.3復(fù)合膜的性能

圖4　細(xì)菌纖維素復(fù)合量對(duì)復(fù)合膜過(guò)濾性能的影響

2.3.1復(fù)合膜的過(guò)濾性能

用復(fù)合膜對(duì)活性干酵母分散液和GCC分散液過(guò)濾20 min,待其相對(duì)穩(wěn)定后,測(cè)定截留率和過(guò)濾速度，結(jié)果如表1所示。

表1　復(fù)合膜的過(guò)濾性能

由表1可知,復(fù)合膜對(duì)活性干酵母分散液的過(guò)濾效果較好,且過(guò)濾速度較快。采用復(fù)合膜對(duì)GCC分散液進(jìn)行過(guò)濾,濾液濁度為0.35 NTU,接近自來(lái)水的濁度,表明制備的復(fù)合膜具有微濾膜的孔徑水平,具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2.3.2復(fù)合膜的強(qiáng)度性能

實(shí)驗(yàn)測(cè)定了機(jī)械漿紙質(zhì)基膜及復(fù)合膜的干/濕抗張指數(shù)、干/濕耐破指數(shù),并與商品膜進(jìn)行比較,結(jié)果見(jiàn)表2。同時(shí)比較了復(fù)合膜對(duì)活性干酵母過(guò)濾 1 min和3 h的截留情況,以反映復(fù)合膜的強(qiáng)度性能。

由表2可以看出,復(fù)合膜的干/濕抗張指數(shù)與干/濕耐破指數(shù)均大于商品膜。因此,復(fù)合膜比商品膜更加耐壓和抗水流剪切,在實(shí)際應(yīng)用中可以施加更大的壓力,且過(guò)濾速度較快。用復(fù)合膜過(guò)濾活性干酵母分散液1 min后,測(cè)得的截留率為85%,過(guò)濾3 h后的截留率上升至98.5%。這符合大部分膜在實(shí)際應(yīng)用中所具有的普遍特點(diǎn),因?yàn)槟ぴ谶^(guò)濾時(shí),截留物會(huì)堵塞膜孔并進(jìn)一步在膜表面堆積形成濾餅而造成截留率上升。實(shí)驗(yàn)制備的復(fù)合膜在持續(xù)運(yùn)行的情況下并沒(méi)有出現(xiàn)因?yàn)槟け粔浩贫霈F(xiàn)截留率大幅下降的情況,說(shuō)明復(fù)合膜在過(guò)濾方向的強(qiáng)度良好。復(fù)合膜的強(qiáng)度性能主要由紙質(zhì)基膜提供,本實(shí)驗(yàn)采用的基膜是90 g/m2的機(jī)械漿紙質(zhì)基膜,并添加了濕強(qiáng)劑,使得基膜的干強(qiáng)度和濕強(qiáng)度均非常高,足以提供表面超薄的細(xì)菌纖維素過(guò)濾層所需的支撐強(qiáng)度。

表2　復(fù)合膜的強(qiáng)度性能

2.3.3復(fù)合膜的穩(wěn)定性

將復(fù)合膜放入80℃恒溫水浴鍋中3 h后取出,測(cè)定復(fù)合膜對(duì)活性干酵母的截留率和過(guò)濾速度,并與未在水溶中處理的復(fù)合膜進(jìn)行比較,以測(cè)定復(fù)合膜的耐高溫性；將復(fù)合膜分別用0.5 mol/L HCl溶液和NaOH溶液處理72 h,以測(cè)定復(fù)合膜的化學(xué)穩(wěn)定性,結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　復(fù)合膜的穩(wěn)定性

由表3可知,與未處理的復(fù)合膜相比,經(jīng)高溫處理的復(fù)合膜截留率降低了4.0個(gè)百分點(diǎn),過(guò)濾速度增大了73.4 L/(m2·h),但截留率仍達(dá)90%以上；經(jīng)酸處理的復(fù)合膜截留率略有降低,過(guò)濾速度增大明顯；經(jīng)堿處理的復(fù)合膜截留率略有提高,而過(guò)濾速度變化不大,且復(fù)合膜呈黃色。高溫處理會(huì)使細(xì)菌纖維素過(guò)濾層過(guò)分潤(rùn)脹,細(xì)菌纖維素之間結(jié)合處有少許移動(dòng),使細(xì)菌纖維素過(guò)濾層的孔徑增大,造成復(fù)合膜過(guò)濾速度和截留率改變；酸處理會(huì)破壞紙質(zhì)基膜的孔,造成對(duì)細(xì)菌纖維素過(guò)濾層的支撐強(qiáng)度變差,使細(xì)菌纖維素過(guò)濾層容易被壓潰的地方出現(xiàn)大孔缺陷,造成截留率下降,過(guò)濾速度加快；堿處理會(huì)使機(jī)械漿紙質(zhì)基膜中的木素溶出,使得復(fù)合膜呈黃色,同時(shí)紙質(zhì)基膜在堿性條件下潤(rùn)脹,使紙質(zhì)基膜的孔數(shù)量減少,截留率提高,過(guò)濾速度下降；但對(duì)于復(fù)合膜,起截留作用并決定過(guò)濾速度的主要是紙質(zhì)基膜表面的細(xì)菌纖維素過(guò)濾層,所以復(fù)合膜的截留率和過(guò)濾速度的變化不明顯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,復(fù)合膜的耐堿性和耐高溫性良好,但耐酸性較差。

圖6　復(fù)合膜的SEM圖

圖5　機(jī)械漿紙質(zhì)基膜的SEM圖

2.4復(fù)合膜的微觀結(jié)構(gòu)

利用掃描電鏡觀察機(jī)械漿紙質(zhì)基膜和復(fù)合膜的表面微觀結(jié)構(gòu),分別見(jiàn)圖5和圖6。由圖5(a)可知,紙質(zhì)基膜表面具有多孔結(jié)構(gòu),孔隙率較高,但孔徑分布不均勻。從圖5(b)可以看出,紙質(zhì)基膜的大孔內(nèi)部被纖維分割成小孔,且表面孔徑小于20 μm,這與壓泡法測(cè)定的最大孔徑相符。同時(shí),紙質(zhì)基膜為多孔的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由圖6(a)可以看出,紙質(zhì)基膜的表面形成了一層致密的細(xì)菌纖維素膜,該膜的表面與紙質(zhì)基膜差異顯著。從圖6(b)可以看出,納米級(jí)的細(xì)菌纖維素之間形成了0.01～1 μm的小孔,但細(xì)菌纖維素膜的表面孔隙率很低,這是復(fù)合膜在截留時(shí)過(guò)濾速度不高的主要原因。

3結(jié)論

分別利用硫酸鹽闊葉木漿、硫酸鹽針葉木漿和機(jī)械漿抄造紙質(zhì)基膜并測(cè)定其過(guò)濾性能；采用溶液過(guò)濾復(fù)合法,通過(guò)過(guò)濾使分散均勻的細(xì)菌纖維素在紙質(zhì)基膜上形成一層致密的薄膜層,即得到細(xì)菌纖維素紙質(zhì)復(fù)合微濾膜(以下簡(jiǎn)稱“復(fù)合膜”)。

3.1采用打漿度為10°SR的機(jī)械漿抄造定量為90 g/m2的紙質(zhì)基膜制備的復(fù)合膜(細(xì)菌纖維素復(fù)合量6 g/m2)的性能最好。

3.2復(fù)合膜對(duì)造紙用涂布級(jí)重質(zhì)碳酸鈣(GCC)分散液和釀酒級(jí)活性干酵母分散液都有一定的截留且過(guò)濾速度較快,復(fù)合膜具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

3.3采用復(fù)合膜過(guò)濾活性干酵母分散液3 h后,其截留性能仍很好,表明復(fù)合膜的強(qiáng)度性能較好,紙質(zhì)基膜足以提供細(xì)菌纖維素過(guò)濾層所需的支撐強(qiáng)度；復(fù)合膜的耐高溫性和耐堿性良好,但耐酸性較差。

3.4由復(fù)合膜的掃描電鏡圖片可以看出,紙質(zhì)基膜的表面形成了孔徑為0.01～1 μm的致密細(xì)菌纖維素膜,這些微孔在細(xì)菌纖維素交織處形成,數(shù)量較少,因此，復(fù)合膜表面孔隙率較低,過(guò)濾速度較慢。

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Preparation and Characteristics of a Paper-based

(責(zé)任編輯：陳麗卿)

Bacterial Cellulose Microfiltration Membrane

SONG BingSHI YongLU Hai-longMa Jin-xiaZHOU Xiao-fan*

(JiangsuProvincialKeyLabofPulpandPaperScienceandTechnology,NanjingForestryUniversity,

Nanjing,JiangsuProvince, 210037)

(*E-mail: zxiaofan@njfu.com.cn)

Abstract：The bacterial cellulose microfiltration membrane with a paper supporting layer was prepared. The supporting paper was made of plant fibers (mechanical pulp), with basis weight of 90 g/m2. Under the pressure of 0.1 MPa, uniformly dispersed bacterial cellulose was poured onto the paper until the water was filtrated completely. Then, a dense membrane layer was formed on the porous paper. The results showed that the diameters of the pore of the microfiltration membrane were 0.01～1μm, the mechanical strength, high-temperature resistance and alkali resistance of the membrane were quite well, and the production process was simple and environmentally friendly.

Keywords：bacterial cellulose; microfiltration composite membrane; retention rate; paper-based membrane

作者簡(jiǎn)介：宋冰,女,1990年生；在讀碩士研究生；主要研究方向：紙制微濾膜、紙制超濾膜、電池隔膜技術(shù)研究。

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào)：31270629)；江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程項(xiàng)目(PAPD)。

收稿日期：2015- 07- 08

中圖分類號(hào)：TS758

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000- 6842(2015)04- 0032- 06

*通信聯(lián)系人：周小凡,E-mail：zxiaofan@njfu.com.cn。