[發明專利]一種同時具備分離、吸附和催化功能的多功能仿生膜及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201610237128.9
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN107297197A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 羅建泉;萬印華;陳向榮;杭曉風
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;B01J31/06;B01D71/82;B01D69/10;B01D67/00;B01J20/28
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟,侯瀟瀟

1.一種仿生膜，其特征在于，所述仿生膜為在超濾膜或納濾膜內黏附有聚多巴胺涂層，在所述聚多巴胺涂層中包埋有酶分子。

2.根據權利要求1所述的仿生膜，其特征在于，所述超濾膜或納濾膜由分離層和支撐層組成，其分離層厚度為0.1-50微米，支撐層厚度為100-500微米。

3.根據權利要求2所述的仿生膜，其特征在于，所述分離層的截留分子量為100-10000Da；

優選地，所述分離層的膜材料為醋酸纖維素、再生纖維素、磺化聚砜、聚酰胺、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚哌嗪或聚乙烯醇中的任意一種或至少兩種的組合。

4.根據權利要求2所述的仿生膜，其特征在于，所述支撐層的膜材料為聚丙烯、聚烯烴或聚酯中的任意一種或至少兩種的組合。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的仿生膜，其特征在于，所述聚多巴胺涂層是由多巴胺氧化自聚形成的；

優選地，所述酶分子為漆酶、乙醇脫氫酶、過氧化氫酶、脂肪酶或碳酸酐酶中的任意一種或至少兩種的組合。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的仿生膜的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)利用超濾膜或納濾膜對酶溶液進行逆向過濾，將酶分子固定至膜內；

(2)向步驟(1)得到的固定有酶分子的超濾膜或納濾膜上加入多巴胺溶液，多巴胺氧化自聚形成聚多巴胺，其粘附在超濾膜或納濾膜內形成仿生涂層；

(3)利用水溶液對超濾膜或納濾膜進行正向過濾沖洗，得到所述仿生膜。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述逆向過濾為使酶溶液從超濾膜或納濾膜的支撐層一側進入膜內進行過濾；

優選地，步驟(1)所述逆向過濾的操作壓力為0.1-4.0bar；

優選地，步驟(1)所述酶溶液為將酶溶解于磷酸緩沖溶液或醋酸緩沖溶液中得到的溶液；

優選地，所述磷酸緩沖溶液或醋酸緩沖溶液的pH值為5.0-5.6，優選5.2，

優選地，步驟(1)所述酶溶液的濃度為0.1-0.5mg/mL。

8.根據權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述多巴胺溶液為多巴胺溶于Tris-HCl緩沖液中得到的溶液；

優選地，步驟(2)所述多巴胺溶液的濃度為0.1-4.0g/L；

優選地，步驟(2)所述多巴胺溶液的pH為5.0-9.5；

優選地，步驟(2)所述多巴胺氧化自聚在超濾膜或納濾膜的支撐層上進行；

優選地，步驟(2)所述多巴胺氧化自聚在空氣存在下進行；

優選地，步驟(2)所述多巴胺氧化自聚在室溫攪拌下進行，攪拌速度為50-300轉/分鐘；

優選地，步驟(2)所述多巴胺氧化自聚的時間為1-24小時。

9.根據權利要求6-8中任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述正向過濾沖洗為使水溶液從超濾膜或納濾膜的分離層側進入進行沖洗；

優選地，步驟(3)所述正向過濾沖洗的操作壓力為0.1-10bar。

10.根據權利要求1-5中任一項所述的仿生膜在廢液處理中的應用。