[發明專利]一種含銀納米粒子的抗菌性納濾膜的制備方法

在審

• 申請號: 201510847615.2
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN105498548A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 趙長偉;楊彬;楊梅;徐毅
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D69/06;B01D71/60
• 代理公司: 北京紅福盈知識產權代理事務所(普通合伙) 11525
• 代理人: 陳月福

技術領域

本發明涉及一種含銀納米粒子的抗菌性納濾膜的制備方法，特別涉及一 種通過在納濾膜表面原位生成銀納米粒子以提高抗菌，耐污染能力的方法， 屬于膜抗污染技術領域。

背景技術

膜分離技術是一種新興的處理技術，與傳統的分離技術相比，它具有分 離效率高、不污染環境、便于與其他技術集成等優點，已經被廣泛應用于石 油化工、電子、制藥、食品、生化、環境、海水淡化等領域。

納濾(NF)是介于反滲透(RO)與超濾(UF)之間的一種壓力驅動型膜 分離技術，對二價及以上價態離子和相對分子質量介于200～1000的物質具 有較高的截留率。納濾膜與反滲透技術相比，它的操作壓力更低，可降低能 耗；與超濾膜技術相比，它可以去除超濾無法截留的鹽以及低分子有機物。 納濾技術以其獨特的分離特性已經被廣泛應用于飲用水凈化、食品飲料廢 水、紡織印染廢水處理等方面。

納濾膜在具體的分離使用過程中存在著如膜污染與抗菌性能差等缺點， 并且食品與醫藥行業對衛生要求極嚴，膜需要經常殺菌、清洗等處理，使得 該技術的廣泛使用受到一定的影響。專利CN101053782A通過在醋酸纖維素 納濾膜中引入經等離子體化學修飾的抗菌納米粒子，使納濾膜具有抑菌、殺 菌功能，但其制備工藝復雜。因此如何提高膜抗污染與抗菌性能需要進一步 研究。專利CN100335156C利用相轉化法制備了納米抗菌材料一聚砜復合微 孔濾膜，在膜過濾的過程中，可以起到殺菌消毒的作用。美國專利 US2002013972記載了一種在基膜上黏附水不溶性蜂膠的抗菌膜的制備方法， 利用蜂膠的吸附性將水中的細菌、病毒消毒。缺點是不能將細菌、病毒徹底 清除，當蜂膠吸附容量達到飽和后要進行再處理才能重新使用，比較麻煩。 研究發現銀納米粒子具有良好的抗菌性能，而且不易形成新的污染，因此當 前利用銀改性膜來達到抗菌的目的成為研究的熱點。專利CN101298026A提 供了一種利用含銀聚電解質絡合物和層層靜電自組裝技術制備抗菌性納濾 膜的方法，取得了很好的抗菌效果。將銀添加到膜上主要有原位生成和共混 的方法。但是共混方法，存在納米粒子容易在膜內易團聚的問題，且在相 分離的時納米粒子向水相擴散，富集在膜表面，增強了膜表面的親水性的同 時膜斷面親水性增強較小，對膜抗污染能力提升有限。而原位生成能更好地 改善這個問題。專利CN104117293A利用原位生成納米銀改性PVDF超濾膜， 很好的提高了膜的抗菌能力。但是目前，通過原位合成銀納米粒子制備改性 納濾膜的專利很多，但基于以聚間苯二甲酰間苯二胺為基膜，采用原位合成 銀納米粒子改性納濾膜的抗菌技術未見報道。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種含銀納米粒子的抗 菌性納濾膜的制備方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種含銀納米粒子的抗菌性納濾膜的制備方法，其步驟如下：

(1)將聚間苯二甲酰間苯二胺溶解于有機溶劑與致孔劑的混合溶液中 攪拌混合，在恒溫、真空條件下靜置脫泡得到鑄膜液；

(2)將脫泡完全的鑄膜液澆注在覆有無紡布的玻璃板上，用刮刀刮制 成膜，蒸干后浸入凝膠浴水中固化成膜晾干，得到膜樣片；

(3)將上述膜樣片放入已配好的異丙醇與去離子水的混合液中浸泡 10-30分鐘，取出膜樣片清洗后放入去離子水中浸泡24小時，然后在4℃中 儲藏。

(4)將(3)中的膜樣片與濃度為1～10mM硝酸銀溶液接觸反應10min， 然后將溶液移除；

(5)將(4)中的膜樣片與濃度為1～10mM硼氫化鈉溶液接觸，在活性 層上反應5-10min，形成銀納米粒子，然后將溶液移除；

(6)將上述已生成銀納米粒子的膜樣片用去離子水清洗10秒，放入去 離子水中保存，即得到含銀納米粒子的抗菌性納濾膜；

特別地上述含銀納米粒子的抗菌性納濾膜的制備過程中，所述聚間苯二 甲酰間苯二胺的用量為10％～30wt％，所述的有機溶劑用量為50％～90wt％，所 述的致孔劑用量為3％～20wt％。

進一步，所述有機溶劑為為N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基甲酰胺、 N-甲基-2-吡咯烷酮中的一種或任意兩種以上的混合物。

進一步，所述的致孔劑為氯化鋰、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、氯化鈣、 氯化銨中的一種或任意兩種以上的混合物；