[發明專利]一種高通量抗菌納濾膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202010719414.5
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111871223B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 趙強;彭華文;羅浩
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D61/02;B01D69/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

本發明屬于膜分離技術領域，公開了一種高通量抗菌納濾膜及其制備方法。本發明制備方法包括以下步驟：(1)在底膜上制備哌嗪?均苯三甲酰氯活性層，獲得初生膜；(2)使用含有氨基的季銨鹽單體對初生膜進行表面改性，獲得改性膜；(3)將改性膜干燥，即可獲得高通量抗菌納濾膜。本發明制備的高通量抗菌納濾膜，是在初生膜表面進行一步簡單的表面改性，改性方法簡單快速，同時還不破壞現有制備納濾膜的工藝流程，制備的納濾膜兼具有高通量和高抗菌性的特點，顯示出良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于膜分離技術領域，具體地涉及一種高通量抗菌納濾膜及其制備方法。

背景技術

納濾是一種以壓力驅動的膜分離技術，其分離精度介于超濾和反滲透之間，廣泛應用于苦咸水淡化、重金屬脫除、硬水軟化、廢水再處理以及乳制品脫鹽濃縮等領域。納濾膜雖然相比于反滲透膜具有更高的通量，但是它在實際應用時仍存在水通量低的問題。此外，納濾膜在長期的操作中，往往易被細菌等微生物污染，即使是經過次氯酸等消毒殺菌過的水，仍無法保證后期細菌的絕對不引入，這些細菌不僅會破壞膜表面的微觀結構，降低膜的分離性能，同時細菌在膜表面的積累會增加水的傳質阻力，降低通量。因此，制備兼具有高通量、高選擇性和高抗菌性的納濾膜不僅是應對各種復雜的分離環境的有效方法，也是延長納濾膜使用壽命的重要保障。

CN108014651A公開了一種多巴胺輔助沉積制備抗菌復合納濾膜的方法，具體公開了以聚合物多孔超濾膜作為支撐層基膜，使反應液在基膜表面進行交聯反應，從而獲得抗菌復合納濾膜；所述的反應液包括水相及油相，水相的組成包括鹽酸多巴胺、殼聚糖季銨鹽及Tris緩沖液；油相的組成包括交聯單體及有機溶劑。該技術方案的納濾膜中，聚酰胺超薄脫鹽層與PVB多孔基膜之間以化學鍵結合，使得基膜與聚酰胺分離層結合牢固且分離層完整無缺陷，親水性好、水通量高，然而制備方法繁瑣，殺菌能力還存在不足。

CN106582326B公開了一種抗菌復合納濾膜，具體公開了所述復合納濾膜包括支撐層、位于該支撐層表面上的交聯網狀結構以及附著于所述交聯網狀結構的銀納米粒子，所述交聯網狀結構由含有羥基的聚合物、含有巰基的硅烷偶聯劑在含有交聯劑的溶液中進行交聯反應得到。該技術方案主要是利用交聯網絡結構，對二價離子具有較高的截留效果；另一方面，膜表面的多元羥基聚合物可吸附Ag+，并在加熱條件下將其還原為銀納米粒子，利用納米離子進行殺菌提高納濾膜的殺菌能力，然而該技術方案在高通量方面仍存在不足。

綜上所述，現有技術仍缺少一種兼具高通量和高抗菌性的納濾膜。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種簡單的不破壞現有生產工藝的高通量抗菌納濾膜的制備方法，能夠實現納濾膜的高通量和高抗菌性。本發明的詳細技術方案如下所示。

一種高通量抗菌納濾膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)在底膜上制備哌嗪-均苯三甲酰氯活性層，獲得初生膜；

(2)使用含有氨基的季銨鹽單體對初生膜進行表面改性，獲得改性膜；

(3)將改性膜干燥，即可獲得高通量抗菌納濾膜。

作為優選，所述季銨鹽單體中的氨基數量大于等于2。

作為優選，所述表面改性是一次改性，具體是將所述季銨鹽單體制備成改性水溶液，將改性水溶液在初生膜表面進行一次浸潤，所述改性水溶液中季銨鹽單體的質量濃度為1-7wt％。

作為優選，所述改性水溶液還加入了相轉移催化劑，所述相轉移催化劑包括4-二甲氨基吡啶、四丁基溴化銨、十二烷基溴化銨中的一種或多種的混合，所述相轉移催化劑占改性水溶液的質量濃度為3-6wt％。

作為優選，所述改性水溶液的pH為11-13。

作為優選，所述改性水溶液在初生膜表面的浸潤時間為2-20分鐘。