[发明专利]含碳纳米管超滤膜的杀菌装置及其超滤膜的制备方法

说明书

本发明公开了含碳纳米管超滤膜的杀菌装置及其超滤膜的制备方法，将含碳纳米管的超滤膜和低压电场结合起来，发现在短时间内，大肠杆菌被全部杀灭，电场和含碳纳米管超滤膜的协同杀菌技术，与现有的水体化学灭菌技术相比，有环境友好、能耗低等优点，具有良好的应用前景。进一步的，本发明还提供了一种含改性碳纳米管的超滤膜及其制备方法，改性后的碳纳米管回收率高。本发明通过简单的物理改性，使碳纳米管均匀分散在铸膜液中，制得的超滤膜与改性前对比，通量大幅提高，防污性能大大改善。

技术领域

本发明属于超滤膜应用领域，尤其涉及一种含碳纳米管超滤膜的杀菌装置及其超滤膜的制备方法，是一种耦合了膜过滤和电化学杀菌、增强超滤膜抗污染性能的环保技术。

背景技术

高品质的水不仅对人类健康至关重要，而且也是石油化工、药品和食品等各个行业的重要原料。

目前世界各国的水供应都面临着巨大挑战，世卫组织2012年的研究指出，全球约有7.8亿人仍然无法获得安全饮用水。自上个世纪以来，用水量的增长率是人口增长率的两倍以上。根据联合国的报告，到2025年，至少将有18亿人面临水资源短缺，人口增长、工业和家庭用水需求的增加，导致可用的水资源正在耗尽(X.Qu，P.J.J.Alvarez，Q.Li，Applications of nanotechnology in water and wastewater treatment，Water Res.47(2013)3931-3946.)。另外，以往的水体杀菌方法较多依赖于杀菌剂，某些化学药剂含有毒性或者刺激性，对人体健康存在着不利影响，而且化学药剂只能暂时杀灭细菌，并不能抑制细菌的繁殖增长。因此，亟需探索水资源恢复、再利用和循环利用以及水体杀菌等技术。

公开号为103690974A的专利公开了一种杀菌装置及其多孔复合板的制备方法，此装置效率高，能杀灭大多数细菌，负作用小，制备多孔复合板方法易操作，成本小，适合大生产。公开号为CN205933340U的专利公开了一种循环水低频电场杀菌装置，此装置结构简单，安装方便，电极极板可以成对固定摆放在循环水池中的任意位置，在电极极板周围会产生较强的交变电场，作用范围比较大，能够起到很好的杀菌作用。

目前利用电场杀菌的杀菌装置研究多是利用高压脉冲电场或电压较高的直流电场。电压较高的直流电场首先面临着高能耗的问题，不利于大规模工业化应用。而能耗较低的高压脉冲电场杀菌技术需要性能稳定的高压脉冲发生器，并且采用高压可能产生电极污染、电火花和电击穿等问题。目前国内高压脉冲电场杀菌技术水平比较落后，仍处于实验室阶段，发达国家也正处于向商业化的过渡阶段(金伟，平雪良，吉祥，许卫斌.高压脉冲电场杀菌系统的研究进展[J].食品与机械，2012，(01)：247-249+258)。膜过滤技术被认为是用于净化废水，海水和微咸水的最有希望的一种技术。超滤膜技术是膜过滤技术中应用最广泛的一种，在废水处理、化学、食品甚至血液透析等领域被广泛采用。目前也有不少关于分离膜杀菌性能的研究，但是大部分本质上都是在膜基体中引入抗菌剂(如纳米银、纳米铜等)，如果这些成分释放到环境中，极有可能造成安全隐患。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种在低压电场下，安全环保、能耗低、具有优异杀菌功能的含碳纳米管超滤膜的杀菌装置及其超滤膜的制备方法。更进一步的，本发明还提供一种不易团聚、具有有较高的通量和蛋白质截留率，防生物污染性能大大提高的含改性碳纳米管的超滤膜及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种杀菌装置，包括电源部、导电上极板、绝缘下极板，以及设于导电上极板和绝缘下极板之间的导电支撑板；

导电支撑板和绝缘下极板之间形成了能容纳透过液的第一腔体；

导电上极板和导电支撑板之间形成了能容纳带菌料液的第二腔体，所述第二腔体的内腔高度为1-1.5厘米。