层层自组装协同界面聚合构筑醋酸纤维素纳滤膜及其性能研究

林丹妮; 周乐媛; 张健; 胡思丝; 苗庆显; 黄六莲; 汪东

林丹妮,周乐媛,张健,胡思丝,苗庆显,黄六莲,汪东.层层自组装协同界面聚合构筑醋酸纤维素纳滤膜及其性能研究[J].中国造纸学报,2026,41(3):242-250

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层层自组装协同界面聚合构筑醋酸纤维素纳滤膜及其性能研究

Study on Preparation and Properties of Cellulose Acetate Nanofiltration Membrane via Layer-by-layer Self-assembly and Cooperative Interface Polymerization

投稿时间：2025-12-18 修订日期：2026-01-23

DOI：10.11981/j.issn.1000-6842.2026.03.242

中文关键词: 醋酸纤维素纳滤膜层层自组装界面聚合抗污染

Key Words:cellulose acetate nanofiltration membrane layer-by-layer self-assembly interface polymerization anti-fouling

基金项目:

福厦泉国家自主创新示范区协同创新平台项目

3502ZCQXT2022006

福厦泉国家自主创新示范区协同创新平台项目（3502ZCQXT2022006）。

作者	单位	邮编
林丹妮^*	福建农林大学材料工程学院,福建福州,350108	350108
周乐媛	福建农林大学材料工程学院,福建福州,350108	350108
张健	福建农林大学材料工程学院,福建福州,350108	350108
胡思丝	福建农林大学材料工程学院,福建福州,350108	350108
苗庆显	福建农林大学材料工程学院,福建福州,350108	350108
黄六莲^*	福建农林大学材料工程学院,福建福州,350108	350108
汪东^*	福建农林大学材料工程学院,福建福州,350108	350108

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中文摘要:

本研究利用壳聚糖（CS）和单宁酸（TA）丰富的官能团（羟基和氨基），在醋酸纤维素膜上层层自组装构建活性交联层，调控界面聚合反应中多乙烯多胺（PEPA）与1，3，5-均苯三甲酰氯（TMC）的反应速率，以稳定固载聚酰胺活性层，从而构筑高性能醋酸纤维素纳滤膜。结果表明，当TA溶液、CS溶液、PEPA溶液和TMC/正己烷溶液质量浓度分别为1.2、1.2、5和0.5 g/L时，制得醋酸纤维素纳滤膜（CA-NF-1膜）的分离性能最佳，对NaCl、MgCl₂、MgSO₄、Na₂SO₄的截留率分别为85.0%、93.8%、92.0%、88.0%，其水通量不低于9.3 L/(m²·h)；对亚甲基蓝、刚果红、孟加拉玫瑰红和甲基橙的截留率均超过97%；3次牛血清白蛋白污染-冲洗循环后，CA-NF-1膜的水通量仅下降0.2 L/(m²·h)，通量恢复率不低于97%，显示出较强的循环稳定性和优异的抗污性能。

Abstract:

In this study， taking advantage of the abundant functional groups （hydroxyl and amino groups） in chitosan （CS） and tannic acid （TA）， an active cross-linked layer was constructed on the cellulose acetate membranes via layer-by-layer self-assembly. Further regulated the reaction rates of polyethylene polyamine （PEPA） and 1，3，5-bis(trichloromethyl)benzene （TMC） in interfacial polymerization reaction to stable load polyamide active layer， constructing a high-performance cellulose acetate nanofiltration membranes. The results showed that when the TA solution， CS solution， PEPA solution， and TMC/n-hexane solution mass concentrations were 1.2， 1.2， 5， and 0.5 g/L， respectively， the prepared cellulose acetate nanofiltration membranes （CA-NF-1 membrane） achieved the optimal separation performance， with rejection rates of 85.0%， 93.8%， 92.0% and 88.0% for NaCl， MgCl₂， MgSO₄， and Na₂SO₄， respectively， and a water flux higher than 9.3 L/(m²·h)， while the rejection rates for methylene blue， congo red， bengal rose， and methyl orange all exceeded 97%. After three cycles of bovine serum albumin contamination and rinsing， the water flux of the CA-NF-1 membrane decreased by only 0.2 L/(m²·h)， and the flux recovery ratio reached higher than 97%， demonstrating strong cycle stability and excellent resistance to fouling.

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