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基本信息

項目名稱：
多孔醋酸纖維素微球的制備方法與工藝研究
小類：
能源化工
簡介：
本課題根據(jù)醋酸纖維素溶于有機溶劑、不溶于水的特性，以碳酸鈣為致孔劑，水作為連續(xù)相，醋酸纖維素及各種助劑的有機溶液為分散相，利用反相懸浮分散法，制備多孔醋酸纖維素微球。本法制得的微粒具有多孔、規(guī)則的球形結(jié)構(gòu)，良好的親水性網(wǎng)絡(luò)、較大的比表面積、良好的水力學(xué)性能。微球之間的粘連少、重現(xiàn)性好。采用本法制作醋酸纖維素微球，設(shè)備簡單，產(chǎn)量高，微球粒徑可控，且在保持原有醋酸纖維素優(yōu)點的同時，兼有多孔介質(zhì)的優(yōu)點。
詳細(xì)介紹：
多孔醋酸纖維素微球是醋酸纖維素應(yīng)用的一個特殊形式，于其原料綠色環(huán)?？稍偕瑑r格低廉，生物相容性好，可生物降解，機械強度高，且身具有良好的彈性和熱穩(wěn)定性，無毒、無味、吸附力強、吸阻小，用于處理工業(yè)廢水，還可用于血液過濾、藥物緩釋、手性物質(zhì)的分離與色譜分離等眾多領(lǐng)域。但是傳統(tǒng)的的滴制法及沉析法在成球技術(shù)上生產(chǎn)效率低，微球表面過于光滑，孔隙率難以控制。 選擇特性粘度為1.42的醋酸纖維素、液體石蠟作為分散相、吐溫80作為分散劑、攪拌速度約為550r?m-1、相比為3﹕1、環(huán)境溫度約為8℃～25℃、冷卻劑溫度為8℃～14℃的并使用質(zhì)量百分比為0.1%～30%粒徑為20nm～25μm的碳酸鈣顆粒作為致孔劑，利用反相懸浮分散法，可得到粒徑分布在20?m～500?m占以87.51%上的具有足夠的程度 “貫穿性”孔洞的多孔醋酸纖維素微球。 本法通過改變醋酸纖維素特性粘度、溫度、相比、攪拌速度等實現(xiàn)微球粒徑可控。本法制得的微粒具有多孔、規(guī)則的球形結(jié)構(gòu)，良好的親水性網(wǎng)絡(luò)、較大的比表面積、良好的水力學(xué)性能。微球粒徑分布在1μm～3000μm 范圍內(nèi)，微球之間的粘連少、重現(xiàn)性好。采用本法制作醋酸纖維素微球，設(shè)備簡單，產(chǎn)量高，在保持原有醋酸纖維素優(yōu)點的同時，兼有多孔介質(zhì)的優(yōu)點。

作品圖片

  • 多孔醋酸纖維素微球的制備方法與工藝研究
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作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

醋酸纖維素為可再物質(zhì)材料，醋酸纖維素微球在國外有廣泛的應(yīng)用，國內(nèi)尚為空白。本課題的目的就是研究開發(fā)一種醋酸纖維素微球制備的新方法，填補國內(nèi)空白。根據(jù)醋酸纖維素溶于有機溶劑、不溶于水的特性，以碳酸鈣為致孔劑，以水作為連續(xù)相、醋酸纖維素及各種助劑的有機溶液為分散相，利用反相懸浮分散法，制備多孔醋酸纖維素微球。

科學(xué)性、先進性及獨特之處

醋酸纖維素微球的諸多優(yōu)點使其可應(yīng)用于血液過濾、藥物緩釋、手性物質(zhì)的分離與色譜分離等眾多領(lǐng)域，且國外已有將其用于分離、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的實例，但傳統(tǒng)滴制法及噴射法成球效率低、微球的比表面低。本法根據(jù)醋酸纖維素溶于有機溶劑、不溶于水的特性，以碳酸鈣為致孔劑，水為連續(xù)相，醋酸纖維素及各種助劑的有機溶液為分散相，利用反相懸浮分散法，制備多孔醋酸纖維素微球。本法設(shè)備簡單、產(chǎn)量高，微球粒徑可控且粘連少、重現(xiàn)性好。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義

醋酸纖維素微球在保存原有醋酸纖維素優(yōu)點的同時，兼有多孔介質(zhì)的優(yōu)點：耐壓性能好，傳質(zhì)速率高，吸附容量大，流通孔徑可控；介質(zhì)內(nèi)多孔的存在有利于實現(xiàn)高效快速的分離；醋酸纖維素微球上的活性基團多，通過修飾不同配基，例如離子交換配基、親和配基等，能夠滿足多種吸附分離要求?？捎糜谔幚砗亟饘匐x子、有機物、色素廢水, 還可用于氣體分離，血液過濾、藥物緩釋、色譜分離等。

學(xué)術(shù)論文摘要

根據(jù)醋酸纖維素溶于有機溶劑、不溶于水的特性，以碳酸鈣為致孔劑，以水作為連續(xù)相、醋酸纖維素及各種助劑的有機溶液為分散相，利用反相懸浮分散法，制備多孔的醋酸纖維素微球。醋酸纖維素的取代度(DS)為2.0～2.6、特性粘度（IV）為1.30 dl/g～1.90dl/g，微球粒徑在1μm～3000μm 范圍內(nèi)，通過篩分分級。以鉛離子為例，制得的微球在pH值6～8的范圍內(nèi)，25℃下吸附24h后，達到飽和，吸附容量達53.1 mg?g-1。微球在保存原有醋酸纖維素優(yōu)點的同時，兼有多孔介質(zhì)的優(yōu)點，可用于處理含重金屬離子、有機物、色素廢水, 還可用于氣體分離、血液過濾、藥物緩釋、色譜分離等。

獲獎情況

無

鑒定結(jié)果

經(jīng)教育部科技查新工作站（G14）查新，在國內(nèi)公開報道文獻中，采用反相懸浮分散法制備多孔醋酸纖維素微球，未見相同報道。

參考文獻

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同類課題研究水平概述

我國醋酸纖維素的生產(chǎn)已有40多年歷史。醋酸纖維素市場前景廣闊,經(jīng)濟效益及市場效益均十分明顯,需大力開拓。2000年,國內(nèi)市場對醋酸纖維素的需求量為15萬t--16萬t。近年國內(nèi)有由中美合資的南通醋酸纖維有限公司、昆明醋酸纖維有限公司和珠海醋酸纖維有限公司等制造生產(chǎn)醋酸纖維素。 醋酸纖維素微球作為醋酸纖維素應(yīng)用的一個特殊形式，可以應(yīng)用在色譜與分離技術(shù)中；可以作為血漿置換術(shù)的吸附劑，用于血液分離；還可用于手性物質(zhì)的分離。并且，手性識別只是醋酸纖維素吸附性質(zhì)的一種表現(xiàn)，還可以由此開發(fā)出許多新的吸附性能。比如，可用于分子結(jié)構(gòu)相似物質(zhì)的分離，這對于白細(xì)胞的吸附是非常有利的，但是對于它的吸附機理我們還有很大的興趣。隨著醋酸纖維素微球研究的深入，我們會開發(fā)出越來越多的功能和應(yīng)用。因此，醋酸纖維素微球的制備成為解決問題的關(guān)鍵。 目前國外通常使用“噴射法”和“沉析法”制造醋酸纖維素微球。 “噴射法”制備微球的缺點在于設(shè)備工藝要求高，維護費用高，單位時間內(nèi)微粒生產(chǎn)率低，制備得到的球形醋酸纖維素一般呈現(xiàn)水滴狀，嚴(yán)重時有“蝌蚪狀”拖尾現(xiàn)象，溶劑揮發(fā)導(dǎo)致噴射口易發(fā)生堵塞，以至無法連續(xù)的生產(chǎn)得到球形醋酸纖維素，使得球形醋酸纖維素的應(yīng)用受到了極大地限制，且價格十分昂貴。“沉析法”制備球狀醋酸纖維素方法還不完善有待進一步發(fā)展，制備球形醋酸纖維素的產(chǎn)率低下，微球之間容易發(fā)生粘連凝結(jié)現(xiàn)象。同時，以上兩種方法制備得到的球狀醋酸纖維素都存在微球表面過于光滑和孔隙率難以控制的問題。 本課題研究的制備多孔醋酸纖維素微球吸附介質(zhì)的方法，成本低廉；制備過程簡便經(jīng)濟；分散劑液體石蠟可循環(huán)使用，固體碳酸鈣顆粒無毒，綠色環(huán)保；介質(zhì)在保存原有醋酸纖維素介質(zhì)優(yōu)點的同時，兼有多孔介質(zhì)的優(yōu)點；耐壓性能好，傳質(zhì)速率高，吸附容量大，流通孔徑可控；醋酸纖維素微球上的活性基團多，可以通過修飾不同配基，滿足多種吸附分離要求，應(yīng)用于多種色譜分離模式。
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