[发明专利]一种载银氧化石墨烯-聚乙烯醇超滤膜及其制备与应用

说明书

本发明属于纳米无机‑有机杂化复合物过滤膜的制备与应用领域，公开了一种载银氧化石墨烯‑聚乙烯醇超滤膜及其制备与应用。所述方法是先用含氨基的硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行表面修饰，然后络合吸附银离子，经由还原剂充分还原，得到载银氧化石墨烯；将载银氧化石墨烯与成孔剂均匀分散于聚乙烯醇溶液中，经静置脱泡得到铸膜液，室温放置成膜，脱膜，得到载银氧化石墨烯‑聚乙烯醇超滤膜。本发明的制备方法绿色环保，且操作简单、经济易行；该载银氧化石墨烯‑聚乙烯醇超滤膜对水通量恢复率高、对BSA的通量衰减率低，具有良好的分离截留性能；此外，独特的分子结构设计使得该载银氧化石墨烯‑聚乙烯醇超滤膜还具有优异的抗菌效果。

技术领域

本发明属于纳米无机-有机杂化复合物过滤膜的制备与应用领域，涉及一种抗菌功能的载银氧化石墨烯-聚乙烯醇超滤膜及其制备与应用。

背景技术

近年来，水污染作为日益严重的环境和资源问题而引起全球的关注，提供干净、安全、高效的水资源也一直是科研人员和工业界的难题。膜法水处理技术已发展成为该类问题的较好解决方案，常见的膜技术有超滤膜、微滤膜和纳滤膜等。但各种污染源会对超滤膜表面及膜孔内部形成吸附、沉积，造成膜性能逐渐降低。尤其是细菌、真菌等生物大分子还会富集在超滤膜表面及膜孔上，不断滋生繁衍，导致膜性能的迅速恶化，因而制备出具备杀菌功能的超滤膜，成为当前亟需解决的重点课题之一。

氧化石墨烯(GO)是一种性能优异的新型碳材料，具有很高的比表面积和丰富的表面基团，它是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，仍然保持石墨的层状结构。氧化石墨烯单层上生成许多羟基和环氧基，而在单层的边缘则引入大量羧基和羰基，因此，氧化石墨烯比石墨烯具有更好的亲水性质，在水中具有优异的分散性。氧化石墨烯还能与聚合物分子形成有机－无机杂化复合材料，具有良好的物理、化学、力学和机械性能而得到广泛的应用，因此，对氧化石墨烯进行表面改性并与聚合物体系进行复合的研究也成为国内外研究的热点。

申请号为201310549749.7的中国专利用聚二烯丙基二甲基氯化铵对GO表面修饰，再静电吸附上银离子，然后通过添加柠檬酸钠还原银离子得到银纳米线/GO杂化体，然后作为填料分散于聚乙烯醇(PVA)中得到纳米复合材料，利用溶液浇筑法制备出柔性透明的导电聚合物薄膜，对该膜的进一步修饰有希望用于生物传感器的研制。

申请号为201510345694.7的专利申请通过银氨溶液与聚乙二醇的反应对分散于水中的GO表面进行修饰，得到载银氧化石墨烯粉末，然后将其分散于PVA水溶液中，经铺膜干燥制备出具有良好柔韧性和耐热性能，同时具备一定杀菌性能的薄膜包装材料。

申请号为201510598002.X的专利申请则通过将氧化石墨烯和AgNO₃分别与聚乙烯醇溶解并分散于水中，然后按比例混合，得到纳米银/氧化石墨烯/聚乙烯醇铸膜液，涂覆法制备出纳米银/氧化石墨烯/聚乙烯醇混合基质膜，用于烯烃/烷烃、芳烃/烷烃等体系的渗透汽化分离，表现出优异的分离性能。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种抗菌功能的载银氧化石墨烯-聚乙烯醇(Ag@GO/PVA)超滤膜的制备方法。本发明以氧化石墨烯(GO)为基材，含氨基硅烷偶联剂为改性修饰剂，经络合还原银离子制备出载银氧化石墨烯(Ag@GO)，然后作为填料均匀分散在聚乙烯醇和成孔剂溶液中，可制备出Ag@GO/PVA超滤膜。该方法工艺简单，制得的杂化超滤膜具有优异的分离性能和抗菌性能。

本发明的另一目的在于提供由上述制备方法得到的载银氧化石墨烯-聚乙烯醇(Ag@GO/PVA)超滤膜。

本发明的再一目的在于提供上述载银氧化石墨烯-聚乙烯醇(Ag@GO/PVA)超滤膜的应用。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种抗菌功能的载银氧化石墨烯-聚乙烯醇超滤膜的制备方法，包括如下步骤：