[發(fā)明專利]一種自抗菌銀納米粒子與纖維素納米晶體復(fù)合濾膜的制備方法及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113101816B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常春雨;彭昆
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: B01D71/10
• 分類號: B01D71/10;B01D71/02;B01D69/12;B01D67/00;B01D17/02
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 吳楚

本發(fā)明涉及一種自抗菌銀納米粒子/纖維素納米晶體復(fù)合濾膜的制備方法，先將硝酸銀溶液與纖維素納米晶水分散液混合均勻，將所得混合溶液在80℃～150℃，47kPa～475k Pa壓力下進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到銀納米粒子負(fù)載的纖維素納米晶水分散液，利用所得銀納米粒子負(fù)載的纖維素納米晶水分散液通過真空輔助過濾直接成膜，得到自抗菌銀納米粒子/纖維素納米晶體復(fù)合濾膜。本發(fā)明無需任何添加劑，通過水熱還原法在纖維素納米晶體表面原位合成銀納米粒子，有效提高了銀納米粒子在纖維素納米晶體表面的分散性能，使所得濾膜具有抗菌性能的同時(shí)還不影響材料本身的浸潤性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自抗菌銀納米粒子/纖維素納米晶體復(fù)合濾膜制備方法及其油水分離應(yīng)用，屬于化學(xué)與化工、高分子功能材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

當(dāng)今社會(huì)，含油廢水污染依然是不可輕視的問題，對含油廢水的處理十分關(guān)鍵。根據(jù)油滴在含油廢水中存在形式及油滴尺寸的不同分為乳油(油滴粒徑大于 100μm)、分散油(油滴粒徑10μm-100μm)、乳化油(油滴粒徑小于10μm)。傳統(tǒng)的油水分離方法如離心分離、粗粒化法、浮選法等只能分離浮油和分散油，而乳化油因油滴尺寸小且處于穩(wěn)定狀態(tài)難以分離。常用于乳化油分離的方法如沉降分離、氣浮、吸附、高級氧化、化學(xué)絮凝等存在無法回收利用水、對環(huán)境造成二次污染及經(jīng)濟(jì)效益較低等問題，而分離膜可避免這些問題。常見的分離膜有高分子膜和陶瓷膜。高分子膜制備通常需要通過相轉(zhuǎn)變過程，從而不可避免使用有害物質(zhì)，且制備工藝復(fù)雜；陶瓷膜因自身密度大而質(zhì)量較大，制備成本高。

纖維素納米晶體具有高長徑比、高彈性模量、熱穩(wěn)定性高及高比表面積等特性，加之具有良好的生物相容性及可降解環(huán)境友好型，其在污水處理、造紙、食品、新能源電池、建筑等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。由于纖維素納米晶體是由葡萄糖單元組成的多糖，在空氣特別是水分散液中便極易遭受細(xì)菌侵蝕，一方面破壞其結(jié)構(gòu)完整性，另一方面納米晶體表面的細(xì)生長在成膜后易堵塞通水孔道，使得水通量下降，分離效率降低。因此，使纖維素納米晶體具備抗菌性能是必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種自抗菌銀納米粒子/纖維素納米晶體復(fù)合濾膜的制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的方案是：

一種自抗菌銀納米粒子/纖維素納米晶體復(fù)合濾膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)將硝酸銀溶液與纖維素納米晶水分散液混合均勻；

(2)將所得混合溶液在80℃～150℃，47kPa～475k Pa壓力下進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到銀納米粒子負(fù)載的纖維素納米晶水分散液；

(3)利用所得銀納米粒子負(fù)載的纖維素納米晶水分散液通過真空輔助過濾直接成膜，得到自抗菌銀納米粒子/纖維素納米晶體復(fù)合濾膜。

優(yōu)選地，步驟(1)所得混合溶液中纖維素納米晶的濃度為0.05wt％～1.0wt％，硝酸銀的濃度為1mmol/L～250mmol/L。

優(yōu)選地，步驟(1)采用的纖維素納米晶水分散液中纖維素納米晶的含量為0.01wt％～1wt％，硝酸銀溶液與纖維素納米晶水分散液的體積比為1:4～8:1。

優(yōu)選地，步驟(2)水熱反應(yīng)的時(shí)間為12～36h。

優(yōu)選地，步驟(3)所得復(fù)合濾膜中銀納米粒子的質(zhì)量含量為0.01wt％～2wt％。

優(yōu)選地，步驟(3)真空輔助過濾成膜采用普通濾膜為基底，所述普通濾膜的平均孔徑為0.22μm。

本發(fā)明的另一目的是提供一種自抗菌銀納米粒子/纖維素納米晶體復(fù)合濾膜，采用上述的制備方法制備得到，所述濾膜中銀納米粒子粒徑為3.5nm～9.5 nm。

本發(fā)明的另一目的是提供上述制備方法所得自抗菌銀納米粒子/纖維素納米晶體復(fù)合濾膜在油水乳液分離上的應(yīng)用，可用于分離的油水乳液中油滴尺寸為 100nm～20μm。