Page 57 - 《精细化工》2020年第3期

第 3 期 赵晓燕，等: 冷冻诱导相分离法制备 CA/CS 复合膜 ·475·

2.2.2 CA/CS 复合膜对酸性蓝的过滤效果 因图 3a、b 所用膜的通量较小，因此其测试时
CA/CS 复合膜在不同过滤时间下对酸性蓝染料 间为图 3c、d 测试时间的 6 倍。从图 3c 可看出，冰
的过滤效果如图 3 所示。 冻/液氮/冷干下所成 CA/CS 复合膜对酸性蓝染料过
滤 1 min 时已达到图 3a 和 3b 中 30 min 时的效果，该
膜在 5 min 时达到吸附平衡，截留率达 94%，滤液
明显变清。图 3d 可看出，液氮/冷干条件下制备的
CA/CS 复合膜对于酸性蓝染料的过滤效果明显提
高，2 min 时滤后液已明显变清，5 min 时达到吸附
平衡，截留率为 98%。结合 CA/CS 复合膜的截面
FESEM 图可看出，液氮/冷干条件下制备的 CA/CS
复合膜呈现疏松多层结构使其与目标分离物的接触
增加，即吸附结合位点更多，因此，选择液氮/冷干
方式为 CA/CS 复合膜的最佳制备工艺，与上述研究
相符。
CA/CS 复合膜（FM-4）在不同操作压力下对酸
性蓝染料的渗透通量及截留率如图 4 所示。由图 4
可知，当操作压力由 0.05 MPa 增大到 0.10 MPa 时，
3
其对 50 mg/L 酸性蓝染料的渗透通量由 6.17×10
3
2
2
L/(m ·h)增大到 9.26×10 L/(m ·h)，截留率由 96.1%
增大到 98.6%，随着操作压力继续地增大，渗透通量
呈进一步增长趋势，超过 0.20 MPa 时，其增长速率最
快。然而，R 在 0.10 Mpa 增加至 0.25 MPa 时，由 98.6%
3
2
降至 90.14%，此时渗透通量为 15.1×10 L/(m ·h)。
说明 0.10 MPa 处为最佳操作压力，操作压力的适当
提高不仅可以增大 CA/CS 复合膜的渗透通量，而且
对截留吸附效果也有一定的提高，但操作压力过大
会使酸性蓝与复合膜之间的吸附结合力变弱，导致
吸附脱落，致截留率 R 下降，但仍保持在 90%以上，
说明液氮/冷干所制 CA/CS 复合膜具有较好的抗压
性能及结构稳定性。

图 4 CA/CS 复合膜（FM-4）在不同操作压力下对酸性
蓝染料的渗透通量及截留率

Fig. 4 Permeate flux and rejection of CA/CS composite
a—FM-1; b—FM-2; c—FM-3; d—FM-4 membrane (FM-4) for acid blue dye at different
图 3 CA/CS 复合膜在不同过滤时间下对酸性蓝染料的 operating pressure

过滤效果 利用最佳工艺膜（FM-4）过滤，酸性蓝浓度随
Fig. 3 Filtering effect of CA/CS composite membranes for
acid blue dye at different filtration 过滤时间的变化如图 5 所示。由图 5 可知，0~1 min