《表1 部分传统膜材料与可生物降解膜材料比较》

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《可生物降解分离膜材料及其应用研究进展》

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在一百八十多年前（1838年），法国科学家Anselme Payen对纤维素进行了命名，这也是与纤维素有关的最早记载。又经过了六十多年，纤维素的衍生物乙酸纤维素被工业合成出来，由此开启了广阔的市场。Brown在20世纪10年代使用CA制备出了首款分离膜，并在20年代建立了基础的渗透理论。1927年，Gottingen生产出了第一批CA商用滤膜，但当时的人们对此的认知尚少[13-15]。到了现代，随着各种分析测试手段的提高，人们对纤维素及其衍生物有了进一步的认识。人们发现，纤维素的热塑性较差且不易溶于有机溶剂，不宜作为生产膜的原材料，而经过乙酸、乙酸酐和硫酸对纤维素进行增塑处理后，使其具有了一定的热塑性和溶解性，因此改性CA可以作为一种膜材料。尤其是在膜制备的相转化法提出之后，具有高通量和高截盐率的CA不对称膜成功在美国实现了商业化，CA膜曾占据一半以上国际分离膜市场。不过，由于CA膜在纳滤和反渗透中的耐氯表现不如PA膜，CA膜在海水淡化等领域已被PA膜所取代[16]。由于近年来对材料可降解性的持续关注，CA膜材料以其对环境的友好性重新受到人们的重视。作为一种常见的可降解材料，CA可以单独成膜也可以与其他可降解材料共混成膜。学者们将它们控制在环境友好的框架内，进行了一系列的改性研究来满足各种应用场景的需要[8，17]。由于CA膜存在对细菌的腐蚀抵抗力较差、机械强度较低、通量较小的问题，在废水处理中运行管理成本较高。为提高膜的抗菌性，减少细菌对膜的腐蚀，并加强膜的机械强度，Yang等[18]采用木质纤维素纳米纤维（LCNFs）与乙酸纤维素相结合，利用相转化法制备了LCNFs-CA复合超滤膜。经过LCNFs增强的CA膜的拉伸强度和断裂应变均得到了明显的提高，对抗大肠杆菌的抑制性最高达到了46.67%，这将使膜拥有更高的使用寿命。并且，经过改性的膜的亲水性和渗透通量也得到了明显提高。Habib等[19]研究了CA膜在MBR中的实际应用问题，结果证明，控制适度的曝气速率并对CA膜进行合理的改性能够改善膜的防污性能，相对提高膜的处理效果。综上所述，CA膜通过改性和适合的工艺配套能够满足实际的污水处理工作要求，有一定的实用价值。