[发明专利]含溴代烷的抗菌醋酸纤维素反渗透膜的制备方法

说明书

本发明提供一种含溴代烷的抗菌醋酸纤维素反渗透膜的制备方法，包括如下步骤：1)将醋酸纤维素反渗透膜充分浸没在NaOH水溶液中进行皂化反应，得到皂化后的反渗透膜；2)将皂化后的反渗透膜用去离子水多次洗涤，至洗涤后的去离子水pH值呈中性，再经冷冻干燥，得到表面含羟基的反渗透膜；3)将表面含有羟基的反渗透膜浸没在溴乙酰溴/溶剂溶液中进行酯化反应，得到初产品；4)将初产品利用乙醇、去离子水多次洗涤，得到含溴代烷的抗菌醋酸纤维素反渗透膜。该制备方法简单，易于操作，制得的醋酸纤维素反渗透膜表面接枝有含溴有机化合物，不仅能有效提高醋酸纤维素反渗透膜的抗菌性能，且抗菌基团与膜表面通过化学键合，不易脱落。

技术领域

本发明属于醋酸纤维素膜的功能化改性领域，具体涉及一种含溴代烷基抗菌醋酸纤维素反渗透膜的制备方法。

背景技术

淡水资源是人类赖以生存和发展的必需品，近年来，随着人口数量的急剧增加和工业化进程的不断加快，越来越多的淡水资源被消耗和/或污染。淡水资源的短缺已成为威胁人类生存和社会稳定的全球性问题。面对这一日益严峻的挑战，许多组织和科研人员将目光投向水资源丰富的海洋，借助于海水淡化技术来获取更多的淡水资源。在众多技术中，以反渗透膜为代表的膜法处理技术不仅可以高效、快速的分离出淡水，而且操作过程简单，设备占地面积小、成本低、能耗少，具有环境友好等特点，成为海水淡化领域的优选技术。

以醋酸纤维素为代表的聚合物反渗透膜，由于原料丰富、加工性能好、亲水性优异以及独特的耐氯性而备受关注。但是，醋酸纤维素是以六元环醚结构组成的脱水葡萄糖单元为骨架并通过C-O-C链接而成的高聚物，因此在使用过程中极易受到周围环境中微生物的侵蚀和破坏，从而很大程度上限制了醋酸纤维素反渗透膜在苛刻水体环境的应用。因此，研究并实现醋酸纤维素反渗透膜的抗菌功能化改性对于反渗透膜的广泛应用至关重要。

近年来，针对醋酸纤维素膜抗菌性差的缺点，科研人员在该领域进行了大量的改进工作。CN102653597 A公开了一种醋酸纤维素膜表面交联壳聚糖亲水性膜的制备方法，该方法首先用酸性溶液使醋酸纤维素膜活化，然后与壳聚糖的乙酸水溶液进行偶合交联，制成具有一定抗菌活性的醋酸纤维素亲水性膜材料。但是醋酸纤维素分子结构中大量的环醚键和/或脂肪族醚键极易在酸性活化过程中遭到降解和破坏，并且该技术操作工艺繁琐。CN101053782 A公开了一种抗菌醋酸纤维素纳滤膜及其制备方法，该方法通过在铸膜液制备阶段，向其中加入一种或多种经等离子修饰的抗菌纳米粒子，包括：二氧化钛、氧化锌、银粉和铜粉等，待均匀分散后进一步通过相转化成膜技术制得抗菌醋酸纤维素纳滤膜。然而，通过共混引入的抗菌粒子会随着膜产品的运行而不断流失，长期使用会使得抗菌效果逐步降低甚至失效。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种含溴代烷基抗菌醋酸纤维素反渗透膜的制备方法，该制备方法简单，易于操作，制得的醋酸纤维素反渗透膜表面接枝有含溴有机化合物，不仅能有效提高醋酸纤维素反渗透膜的抗菌性能，且抗菌基团与膜表面通过化学键合，不易脱落。

为此，本发明的技术方案如下：

一种含溴代烷的抗菌醋酸纤维素反渗透膜的制备方法，包括如下步骤：

1)将醋酸纤维素反渗透膜充分浸没在NaOH水溶液中，在20～30℃条件下进行皂化反应，得到皂化后的反渗透膜；

其中，所述NaOH水溶液的浓度为0.005～0.03mol/L；所述皂化反应的温度为20～30℃，皂化反应的时间为15～60min；

2)将所述皂化后的反渗透膜用去离子水多次洗涤，至洗涤后的去离子水pH值呈中性，再经冷冻干燥，得到表面含羟基的反渗透膜；

3)将所述表面含有羟基的反渗透膜浸没在溴乙酰溴/溶剂溶液中进行酯化反应，得到初产品；

其中，所述酯化反应的时间为0.5～3.0h、温度为15～20℃；