[發(fā)明專利]一種抗菌抗污染聚合物分離膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610119125.5
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN105727773B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王志偉;陳妹;張星冉;王雪野;鄭君健;潘辰;吳志超
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: B01D71/82
• 分類號: B01D71/82;B01D69/06;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

本發(fā)明涉及一種具有持久抗菌抗污染效果的聚合物分離膜及其制備方法，可廣泛適用于水處理中，屬于水處理和膜分離科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域。將季銨鹽共混于成膜聚合物及添加劑中，通過浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制膜，即可得到含季銨鹽改性聚合物分離膜。用此法改性后，聚合物分離膜引入季銨鹽抑菌劑，有效地改善分離膜的抗菌能力和抗污染能力，延長了膜的使用壽命，對細(xì)菌和微生物的繁殖有明顯的抑制作用。本發(fā)明工藝簡單，易于操作，不需要昂貴的設(shè)備，易于推廣，所制備的季銨鹽改性聚合物分離膜具有良好抗菌抗污染性能，在水處理領(lǐng)域具有潛在的廣泛應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有持久抗菌抗污染效果的聚合物分離膜及其制備方法，屬于水處理和膜分離科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著膜分離技術(shù)的逐步深入與推廣，人們對膜性能要求越來越高。一些高分子聚合物因具有良好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性，耐酸、堿、微生物侵蝕和耐氧化等優(yōu)異性能，成為膜材料選擇的重要組成之一。但是膜的污染問題仍然是困擾聚合物膜分離技術(shù)發(fā)展的主要問題，尤其是分離料液中的細(xì)菌在膜表面的粘附和生長，易造成膜污染，使膜的分離性能變差，膜通量急劇下降，限制了其在許多方面的應(yīng)用。因此，研究制備新型膜材料并通過膜材料的物化性質(zhì)改性，提升分離膜的抗菌抗污染性能已經(jīng)成為膜制備領(lǐng)域的熱點。

目前已有大量關(guān)于聚合物分離膜抗菌抗污染改性的相關(guān)報道。例如，發(fā)明專利CN104524986A將基膜浸泡在多巴胺溶液中，利用多巴胺的自聚在基膜表面形成一層聚多巴胺層，然后與聚乙烯亞胺水溶液進(jìn)行反應(yīng)，最后經(jīng)過陽離子化反應(yīng)，得到親水抗菌膜。發(fā)明專利CN104190274A以聚偏氟乙烯、銀離子及兩性離子單體為主要原料制得銀納米顆粒兩性離子聚合物刷，接枝于聚偏氟乙烯膜表面，達(dá)到抗菌的目的。但以上改性多是通過表面沉積或接枝、層層自組裝或交聯(lián)等手段將無機(jī)小分子或者有機(jī)高分子抗菌劑與具有分離功能的膜基材結(jié)合起來，改性方法復(fù)雜，不利于商業(yè)化生產(chǎn)。另外，改性層容易脫附而導(dǎo)致抗污染能力的喪失，改性膜的抑菌效果也未經(jīng)過長期實驗的檢驗，是否具有長期的抗菌抗污染效果還有待進(jìn)一步考證。

季銨鹽作為一類廣譜殺菌劑，廣泛應(yīng)用于水處理、石油采礦業(yè)的殺菌消毒。這類殺菌劑的作用機(jī)理主要是接觸殺菌，即殺菌劑作為陽離子單體通過靜電力、氫鍵力以及表面活性劑分子與蛋白質(zhì)分子間的相互作用，吸附帶負(fù)電的細(xì)菌體，聚集在細(xì)胞壁上，產(chǎn)生位阻效應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)菌生長受抑而死亡。因此，這類殺菌劑具有高效、低毒、不易受pH值變化的影響、使用方便、化學(xué)性能穩(wěn)定等特點，適用于抵抗微生物在膜表面的粘附，從而達(dá)到預(yù)防膜表面被微生物及其分泌物污染的目的。

本發(fā)明將季銨鹽共混于膜基體中，獲得了持久抗菌抗污染的膜材料，改性聚合物分離膜成本低、抗菌、抗污染效果好。本發(fā)明工藝簡單，易于操作，不需要昂貴的設(shè)備，易于推廣，為抗菌、抗污染分離膜材料在水處理領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用提供技術(shù)支持。到目前為止，利用季銨鹽的特性對聚合物膜材料進(jìn)行改性，制備具有抗菌污染性能的聚合物分離膜的相關(guān)研究和報道還極為少見。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有膜分離技術(shù)中的一些缺陷，本發(fā)明通過將季銨鹽加入鑄膜液中進(jìn)行共混，開發(fā)出具有持久抗菌抗污染性能的聚合物分離膜。

因此，本發(fā)明的目的之一在于制備一種具有持久抗菌抗污染性能的聚合物分離膜。經(jīng)改性后的分離膜表面能夠抑制細(xì)菌、微生物的生長和粘附，具有顯著地持久抗污染效果。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備具有持久抗菌抗污染性能的聚合物分離膜的方法，工藝簡單，易于操作，便于工業(yè)化實施。