CAB/FMWCNT纳米复合膜的制备及其在枸杞汁正向渗透浓缩中的应用研究

这篇研究创新性地采用纤维素醋酸丁酸酯(CAB)和功能化多壁碳纳米管(FMWCNT)制备正向渗透(FO)膜，系统考察了纳米管添加量(0-0.12 wt%)对膜性能参数(JwFO、JsFO、S值等)的影响。最优膜CAB-2使枸杞汁浓度提升4.6倍，花青素含量增加8.2倍，为果汁低温浓缩提供了高效解决方案。

　　

亮点

本研究开发的新型CAB/FMWCNT正向渗透膜，在枸杞汁浓缩中展现出突破性性能：

• 花青素保留率提升820%

• 实现4.6倍浓缩效率

• 最佳膜结构参数(S)仅312μm

材料与方法

采用含13.5%乙酰基、37%丁酰基的CAB聚合物（美国Eastman公司）与羧基化MWCNT复合，通过相转化法制膜。关键试剂包括二恶烷（溶剂）、丙酮（共溶剂）和甲醇（造孔剂）。

ATR-FTIR分析

红外光谱证实膜材料特征官能团：

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  1038cm^-1处的C-O-C伸缩振动

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  1366cm^-1处羟基特征峰

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  羧基化MWCNT引入的COOH峰（1702cm^-1）

结论

FMWCNT添加量存在"甜蜜点"：

? 0.06wt%时性能最佳：

• 水通量(J_w^FO)达14.10L/m²·h

• 反向盐通量(J_s^FO)仅0.40g/m²·h

? 超低结构参数(312μm)有效缓解浓差极化(CP)

? 机械强度提升35%的同时接触角降低28°