[發(fā)明專利]高效抗菌正滲透海水淡化膜及其制備方法與應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN109304090B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王立平;宋海明;朱麗靜;曾志翔;薛群基
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: B01D61/00
• 分類號: B01D61/00;C02F1/44;B01D67/00;B01D71/16;C02F103/08
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發(fā)明公開了一種高效抗菌正滲透海水淡化膜及其制備方法與應(yīng)用。所述的制備方法包括：將醋酸纖維素、聚乙二醇及溶劑混合均勻形成鑄膜液，并采用相轉(zhuǎn)化法制成醋酸纖維素基膜，之后依次置入包含親水物質(zhì)和海藻酸鈉的第一液相體系、包含抗菌物質(zhì)的第二液相體系，獲得高效抗菌正滲透海水淡化膜。本發(fā)明的高效抗菌正滲透海水淡化膜抗污染和抗菌性能優(yōu)良，分離效率高，水通量大，可以應(yīng)用于海水淡化領(lǐng)域，同時其制備方法簡單易行，適于規(guī)?；a(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于正滲透水處理膜技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高效抗菌正滲透海水淡化膜及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，水資源危機日益加重。面對水資源短缺，向海水、苦咸水辟源是一個重要途徑，滲透膜分離技術(shù)將日漸發(fā)揮重要作用，在海水淡化技術(shù)中，在國際上得到了廣泛的重視，是膜分離技術(shù)的研究熱點之一。滲透性膜分離技術(shù)主要包括正滲透技術(shù)(ForwardOsmosis，F(xiàn)O)和反滲透技術(shù)(Reverse Osmosis，RO)。目前，商業(yè)化的海水淡化技術(shù)是反滲透技術(shù)。但是，反滲透技術(shù)需要高壓操作，能耗較高，且對預(yù)處理要求嚴(yán)格，運行成本高，還伴有濃排等二次污染。與反滲透分離技術(shù)相比，正滲透技術(shù)只依靠滲透壓，無需外界壓力，具有能耗低、無二次污染等優(yōu)點，作為反滲透技術(shù)的補充，有望共同解決人類淡水資源短缺的問題。盡管正滲透技術(shù)應(yīng)用廣泛，潛力巨大，但在膜分離過程中的膜污染問題仍然亟待解決。膜污染可分為有機污染、無機污染和生物污染三大類。有機污染和無機污染均可通過預(yù)處理的方法得到預(yù)防，或者使用化學(xué)清洗方法進行再利用。正滲透膜在應(yīng)用于海水淡化中時，由于長時間與海水接觸，海水中生物污染是正滲透膜在使用中的最大問題。膜生物污染主要原因是微生物的吸附和增殖。但生物污染難預(yù)防并且不易清洗去除，主要是因為即使在預(yù)處理中將絕大部分的微生物被滅活，在合適的條件下生物活性也能使剰余的微生物生長繁殖，迅速擴散形成嚴(yán)重的生物污染。膜污染不僅使膜通量下降，影響產(chǎn)水水質(zhì)，并且會使膜產(chǎn)生劣化，使得膜壽命減少，增加膜過程成本。但微生物污染至今無法完全避免，因此，制備具有抑菌性的膜對膜應(yīng)用領(lǐng)域具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高效抗菌正滲透海水淡化膜及其制備方法與應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

本發(fā)明實施例提供了一種高效抗菌正滲透海水淡化膜的制備方法，其包括：

(1)至少將醋酸纖維素、聚乙二醇于溶劑中混合均勻，形成鑄膜液，之后采用相轉(zhuǎn)化法制成醋酸纖維素基膜；

(2)將所述醋酸纖維素基膜置入包含親水物質(zhì)和海藻酸鈉的第一液相體系中；

(3)將經(jīng)步驟(2)處理后的醋酸纖維素基膜置入包含抗菌物質(zhì)的第二液相體系中，獲得高效抗菌正滲透海水淡化膜。

在一些實施例中，所述親水物質(zhì)包括聚乙烯吡咯烷酮、檸檬酸、聚丙烯酰胺、聚多巴胺和聚丙烯酸中的任意一種或兩種以上的組合。

在一些實施例中，所述第一液相體系包含0.5～3wt％親水物質(zhì)及0.1～2wt％海藻酸鈉。

在一些實施例中，所述第二液相體系包含0.1～2wt％抗菌物質(zhì)。

優(yōu)選的，所述抗菌物質(zhì)包括三甲基殼聚糖、溶菌酶、乳酸鈉和山梨酸鈉中的任意一種或兩種以上的組合。

本發(fā)明實施例還提供了由所述方法制備的高效抗菌正滲透海水淡化膜。

優(yōu)選的，所述高效抗菌正滲透海水淡化膜包括：

醋酸纖維素基膜；

至少分布于所述醋酸纖維素基膜表面的、主要由親水物質(zhì)和海藻酸鈉形成的親水層；以及

至少分布于所述親水層表面的抗菌層。