[發明專利]一種復合正滲透膜及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010020709.3
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111185104A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 黃滿紅;郭吉麗;蔣楠;陳剛;劉艷彪;邵夢育;高亞楠;李雨林
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D67/00;B01D71/56;C02F1/44;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

本發明涉及了一種新型復合滲透膜的制備方法及在同步截留四環素和四環素抗性基因的應用。所述復合滲透膜包括PET無紡布支撐層，靜電紡絲新型TPU/PSF共混膜及UIO?66?NH₂納米顆粒夾層修飾的聚酰胺活性層。具體制備方法包括：將TPU和PSF添加于DMF和NMP的混合溶劑中，配置一定濃度的紡絲液，60℃～65℃下磁力攪拌過夜；靜電紡絲制備PET無紡布作為支撐層的新型TPU/PSF共混膜；摻雜UIO?66?NH₂納米顆粒于MPD水溶液和TMC有機溶液的夾層，界面聚合制備復合正滲透膜。本發明制備的復合正滲透膜表現出高機械強度、親水性強和高水通量等特點，且同步截留四環素和四環素抗性基因的截留效果較好。

技術領域

本發明屬于膜分離技術領域，具體涉及一種用于同步截留四環素和四環素耐藥基因廢水處理的UIO-66-NH₂復合正滲透膜的制備及應用。

背景技術

抗生素被廣泛用作人類、牲畜和水產養殖的治療藥物，其廣泛使用導致抗生素、抗生素耐藥細菌(ARB)和抗生素耐藥基因(ARGs)在自然環境中濃度廣泛增加，已成為全球公眾關注的焦點之一。研究表明，世界各地的河流中、地下水及飲用水中均觀察到各種抗生素、耐藥菌和耐藥基因的存在。因此，非常有必要對廢水中的抗生素及耐藥基因進行研究。

正滲透(Forword osmosis,FO)是近年來發展起來的一種應用于污水處理和海水淡化的新型膜分離技術。而靜電紡絲法由于其優異的透水性和耐鹽性，在廢水處理中的正向滲透(FO)應用中備受關注。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種用于處理含四環素和四環素抗性基因共存廢水的正滲透膜，通過正滲透工藝達到同步截留四環素和四環素抗性基因的目的，以克服現有技術中正滲透膜污染物截留率低、滲透能力差等缺點。

為了達到上述目的，本發明提供了一種UIO-66-NH₂復合正滲透膜，其特征在于，包括靜電紡絲TPU/PSF共混納米纖維基底膜及UIO-66-NH₂納米顆粒夾層修飾的聚酰胺活性層(納米顆粒嵌于MPD水相和TMC有機相之間)。

本發明還提供了上述UIO-66-NH₂復合正滲透膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)：UIO-66-NH₂納米顆粒的制備：

將氯化鋯和氨基對苯二甲酸溶解在N,N-二甲基甲酰胺、鹽酸和冰乙酸的混合溶劑中，超聲處理1h，得到的混合溶液置于不銹鋼反應釜中，120℃加熱24h，冷卻至室溫后用DMF和甲醇分別在轉速為8000rpm下離心3次和6次，之后在烘箱中60℃烘干12h，得到UIO-66-NH₂納米顆粒；

步驟2)：將TPU和PSF添加于DMF和NMP的混合溶劑中，配置紡絲液，60℃～65℃下磁力攪拌12h；

步驟3)：靜電紡絲制備PET無紡布作為支撐層的新型TPU/PSF共混膜；

步驟4)：UIO-66-NH₂復合正滲透膜的制備：

a.配制UIO-66-NH₂/Isopar-G溶液，TMC/Isopar-G溶液，MPD水溶液于冰水中超聲處理；

b.用制備的TPU/PSF共混納米纖維為基底膜，將其夾在模具中，先倒入MPD水溶液浸沒，倒掉多余的MPD水溶液，用吹風機吹至表面半干后，再倒入UIO-66-NH₂/Isopar-G溶液浸沒，反應之后倒掉多余的溶液，再倒入TMC/Isopar-G溶液，反應后倒掉TMC/Isopar-G溶液，表面半干后，放在80℃～85℃的干燥箱中熱穩定反應10min，即得到活性聚酰胺層，從而制得UIO-66-NH₂復合正滲透膜。