[发明专利]一种具有持久抗菌性能的反渗透膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，具体涉及一种具有持久抗菌性能的反渗透膜及其制备方法。

背景技术

反渗透膜技术已在海水与苦咸水淡化、纯水与超纯水制备、工业用水处理、废水处理及回用等领域取得了广泛应用，并获得了显著的经济和社会效益。但是在应用过程中，反渗透膜会受到细菌的侵害而造成生物污染，导致膜的渗透性能降低，严重影响膜的使用效率和寿命，生化污染已成为影响反渗透技术发展的重要因素。

目前工业应用中通过在水中添加杀菌剂来降低细菌污染，但该途径不仅增加了成本，并且杀菌剂的引入也加大了反渗透膜的负担。而通过化学耦合、紫外线或者等离子体等手段将具有杀菌性质的化学物质接枝到反渗透复合膜的表面通常需要复杂的操作或反应条件，造价一般较高。通过在反渗透复合膜表层涂覆一层抗菌耐污染层则是一种低价易操作的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有持久抗菌性能的反渗透膜及其制备方法，其制备方法，且所得反渗透膜抗菌效果显著持久、使用寿命长。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有持久抗菌性能的反渗透膜，包括基膜、聚酰胺分离层及抗菌耐污染层，所述抗菌耐污染层由聚乙烯醇、胍类抗菌聚合物及纳米银构成，所述基膜由无纺布层、聚砜支撑层构成。

所述具有持久抗菌性能的反渗透膜的制备方法包括以下步骤：

1）将基膜于质量浓度0.1%-3%的间苯二胺或对苯二胺的水溶液中浸泡5-120s，取出后去除表面多余的溶液，再浸入质量浓度0.05%-2%的均苯三甲酰氯的乙基环己烷溶液中5-40s，取出后在50-80℃条件下聚合反应30-90s；

2）将胍类抗菌聚合物、硝酸银溶于水，并加入聚乙烯醇，然后于60-90℃下搅拌溶解均匀，再冷却至10-30℃；所得溶液中胍类抗菌聚合物的质量浓度为0.1%-6%、硝酸银的质量浓度为0.001-4%、聚乙烯醇的质量浓度为0.5%-15%；

3）将步骤2）所得溶液涂覆在步骤1）处理好的膜片上，30-50℃下干燥5-40s，然后浸入还原性溶液中5-60s，再于40-140℃交联反应1-10min后，放入去离子水中清洗浸泡即得。

所述胍类抗菌聚合物包括聚六亚甲基胍、聚六亚甲基双胍的盐酸盐、硫酸盐或其衍生物中的任意一种，其分子量为5000-60000。

所述聚乙烯醇的聚合度为50-2000。

所述还原性溶液是由柠檬酸钠、抗坏血酸中的一种或几种加水配制而成，其质量浓度为0.1%-5%。

细菌细胞膜外层带负电，使带正电的胍类聚合物对细菌细胞膜具有很强的选择性，可通过与细胞膜的静电吸引方式实现杀菌，且与细菌基本不产生靶标-靶点的特异性结合，不易使细菌产生耐药性，抗菌能力持久。纳米银粒子具有高效、广谱的杀菌性能，并对哺乳动物细胞具有低毒性。

本发明先通过带盐酸根或硫酸根的胍类抗菌聚合物吸附银离子，使银离子富集在盐酸根或硫酸根附近，再通过还原性溶液将富集的银离子还原，从而使纳米银与胍类聚合物结合为一体，最后通过交联形成所述抗菌耐污染层。其中，将聚乙烯醇与胍类抗菌聚合物、纳米银的共同使用不仅可减缓抗菌耐污染层的流失，使其抗菌性能持久、使用寿命长，还可降低抗菌耐污染层对反渗透膜水通量的影响。

具体实施方式

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。

实施例1

1）将基膜浸入1wt%的间苯二胺水溶液中90s，取出后去除表面的多余溶液，再浸入0.1wt%的均苯三甲酰氯的乙基环己烷溶液中30s，取出后在70℃条件下聚合反应45s；

2）将分子量为8000的聚六亚甲基胍盐酸盐、硝酸银溶于水中，并加入聚合度为800的聚乙烯醇，80℃下搅拌溶解均匀，再冷却至20℃；所得溶液中胍类抗菌聚合物的浓度为3wt%、硝酸银的浓度为0.5wt%、聚乙烯醇的浓度为10wt%；

3）将步骤2）所得溶液涂覆在步骤1）处理好的膜片上，50℃下干燥40s，然后浸入0.1wt%的抗坏血酸水溶液中5s，再于120℃交联反应8min后，放入去离子水中清洗浸泡。

实施例2

1）将基膜浸入2wt%的间苯二胺水溶液中60s，取出后去除表面的多余溶液，再浸入0.2wt%的均苯三甲酰氯的乙基环己烷溶液中40s，取出后在75℃条件下聚合反应60s；