[发明专利]一种抗菌反渗透复合膜、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及膜技术领域，更进一步说，是涉及一种抗菌反渗透复合膜。本申请还涉及上述抗菌反渗透膜的制备方法及其应用。

背景技术

反渗透技术是使用渗透压原理而产生的高端水处理技术，实现水与不同溶质的分离，与其他技术相比，具有更简洁的操作方式，可有效去除水中盐类、小分子酸、醛、酚等有机物和胶体。以多孔膜为支撑层，通过多元胺和多元酰氯之间的界面聚合反应，制备的聚酰胺复合反渗合膜是目前应用最为广泛的反渗透膜，具有渗透通量大、选择分离性能好等优点。在反渗透膜处理污水的过程中，水中的一些有机物或者无机物污染，如原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质会吸附在反渗透膜的表面，造成反渗透表面被污染，膜污染将直接导致膜的渗透通量显著下降，系统的生产效率降低、运行成本和能耗增加；膜污染还将导致系统的频繁清洗、装置不能正常运转、膜的截留率特性严重劣化、产水水质变差、膜寿命降低和膜的频繁更换。

其中微生物污染由存在于水中的微生物吸附于分离膜的表面形成薄的生物膜所产生，清除非常困难。为了提高反渗透膜的抗污染性能，科研工作者在抗污染反渗透膜研究与开发方面开展了大量的研究工作。

现有抗微生物污染分离膜的研究基本将焦点聚集在复合膜的表面接枝、表面处理、表面涂覆抗菌剂。如“一种抗菌复合反渗透膜”的文献在聚酰胺高分子脱盐层上通过表面涂覆技术复合一层具有抗菌功能的丝胶蛋白，使得复合反渗透膜的亲水性和抑菌性能得到大大提高，具有很好的抗生物污染性能。“一种耐微生物污染的复合反渗透膜及其制备方法”的文献公开了，在第一层聚酰胺表层上有用纳米无机抗菌颗粒改性的多元胺溶液与多元酰氯反应制备含有纳米无机抗菌颗粒的第二层聚酰胺表层，提高了反渗透膜的耐微生物污染性能，并增加了反渗透膜表面的厚度，增强了反渗透膜的耐机械损伤的性能，延长了反渗透的使用寿 命，所含无机抗菌颗粒包括银离子类抗菌剂、铜离子类抗菌剂、纳米银等。“一种耐无机污染的抗菌反渗透膜及其制备方法”的文献公开了，通过含羟基基团聚合物的固化和含有羟基纳米杀菌微粒的交联，经过高温处理，在反渗透膜表面形成交联致密网状涂层，杀菌微粒在膜表面均匀分布且交联于涂层内，既提高抗菌能力又延长了抗菌时效。但是在复合膜使用过程中，涂覆层或者含有抗菌剂的第二层聚酰胺层会逐渐脱落剥离，导致抗菌性能下降。“一种抑菌性聚哌嗪酰胺纳滤膜的制备方法”的文献公开了，将抑菌性基团的三氯苯氧甲酰氯加入到有机相中，通过界面聚合使得该基团以共价键的形式接在复合膜高分子网络结构上，所制备的膜具有强抑菌性，不易在纳滤膜使用过程中造成抗菌基团流失。“一种抑菌抗氧化复合反渗透膜”的文献公开了，通过将反渗透复合膜的脱盐层在含高分子抑菌材料的过硫酸盐溶液中浸泡，然后烘干，得到抑菌性很好的抗氧化复合反渗透膜。

目前微生物污染依然是反渗透复合膜应用中最常见的问题，严重影响了反渗透复合膜的应用和推广。因而，如何提高现有反渗透复合膜的抗菌性能是提高反渗透复合膜运行效率、延长其使用寿命的关键。尽管目前在抗菌复合膜领域的研究方面取得了较大的进展，但是制备具有抗微生物污染功能的复合膜仍是膜学术界和膜工业界追求的目标之一。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种抗菌反渗透复合膜及其制备方法。根据本发明提供的方法制备的反渗透复合膜，不但具有良好的抗菌性能；且在保持反渗透复合膜的水通量相当的同时又能提高反渗透复合膜的截盐率。

本发明的目的之一，是提供一种抗菌反渗透复合膜，包括反渗透膜和高分子交联涂层，所述高分子交联涂层中的抗菌剂为含纳米银的复合无机粉末，在所述复合无机粉末中，银与凹凸棒土的质量比为10/100-100/100，纳米银的粒径为3-100nm。

根据本发明所述的抗菌反渗透复合膜，在所述复合无机粉末中，优选银与凹凸棒土的质量比为30/100-80/100。

根据本发明所述的抗菌反渗透复合膜，在所述含纳米银的复合无机粉末中，凹凸棒土具有呈棒状或纤维状结构并具有中空的纳米级孔道，凹凸棒土的棒晶直 径为10-80nm。

容易理解，根据需要，所述高分子交联涂层可以为单层也可以为多层。在一个具体的实例中，所述反渗透膜包括多孔聚砜支撑层和聚酰胺功能层。容易理解，所述高分子交联涂层应该与功能层相接触。