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离子交换膜是一种表面含有特殊基团,对溶液中的离子具有选择透过性的膜状功能高分子电解质。因其具有的分离与选择特性,以及节能、高效环保等优点,故而被应用于海水脱盐、工业废液回收利用、化工分离、食品加工等诸多领域。目前,虽然离子交换膜引起了人们的广泛研究和应用,但是通过邻苯二甲酸酐改性蔗渣纤维素来制备离子交换膜的研究仍然比较少。本研究以蔗渣纤维素这一产量丰富,环境友好的天然高分子物质为原料,邻苯二甲酸酐为改性试剂制备出对阳离子具有选择透过性的纤维素膜。同时通过各种物理和化学改性手段使其具有较好的含水率、溶胀度、离子交换容量和一定的力学强度等性能,并将其应用于电渗析装置中处理氨氮废水。首先利用邻苯二甲酸酐对蔗渣纤维素进行改性,将羧基引入纤维素中,通过响应面优化得出改性的最佳工艺条件:酸酐投加量7g,超声波预处理时间60min,反应时间57min,反应温度91℃。得到羧基化产率3.45%,并对改性产物进行红外光谱、XRD、TGA和DTG分析,结果表明在改性产物中出现了羧基特征吸收峰;纤维素的晶型没有发生变化,结晶度从68.83%下降到67.79%;热稳定性变差。其次以氯化锌水溶液为溶剂,以改性蔗渣纤维素作为原料进行制膜实验,考察了蔗渣纤维素质量分数、成孔剂用量对离子交换膜的含水率、溶胀度、离子交换容量和力学强度等性能的影响。结果表明当蔗渣纤维素质量分数为3.5%,成孔剂用量与纤维素质量比为2:1时制备的阳离子交换膜较好,其性能指标为:含水率29.33%、溶胀度8.66%、离子交换容量0.98mmol/g、拉伸强度0.84MPa。离子交换膜的表征结果显示:成膜前后没有新的官能团产生;纤维素的晶型从Ⅰ型变成了Ⅱ型,结晶度从68.83%下降到47.66%;热稳定性有所下降。最后通过电渗析实验,考察离子交换膜对高浓度氨氮废水的处理能力,探究了氨氮废水的浓度、实验电压、电解时间对氨氮去除率的影响。结果表明:当废水中氨氮的浓度为1500mg/L-2000mg/L时,实验装置对氨氮的去除效率较高,在实验电压为10V,电解时间为7h的条件下,对氨氮的去除率能达到90.12%。