[发明专利]一种抗污型掺杂氧化铈与银纳米颗粒的反渗透膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种抗污型掺杂氧化铈与银纳米颗粒的反渗透膜的制备方法，本发明将银修饰氧化铈复合材料加水配制成银修饰氧化铈复合材料水溶液，加入多元胺、表面活性剂，搅拌均匀，得到水相溶液；将水相溶液倒在基膜上，保持30～180s后，去除多余的水相溶液，自然晾干，然后倒入油相溶液，反应后去除多余的油相溶液，得到抗污型掺杂氧化铈与银纳米颗粒的反渗透膜。本发明的抗污型掺杂氧化铈与银纳米颗粒的反渗透膜，兼具高的水通量和强的杀菌性能，减少了滤膜表面的细菌滋生和繁殖，增强超滤膜使用寿命，过滤效果持久稳定，膜寿命长，制备方法简单。

技术领域

本发明涉及一种抗污型掺杂氧化铈与银纳米颗粒的反渗透膜的制备方法，属于膜制备技术领域。

背景技术

我国水资源短缺问题十分严峻，反渗透技术因其能耗低、脱盐率高、产水率高等优点，被广泛应用于海水淡化、苦咸水淡化、污水处理等领域。聚酰胺是目前反渗透技术领域应用最广的膜材料，传统的聚酰胺薄层复合膜(thin film composite，TFC)通过界面聚合法制备，可以实现水分子与盐离子的有效分离，具有结构稳定、分离性能优良等特点。然而传统的反渗透膜在应用过程中，仍然存在水通量低、易污染、耐氯性差等问题，该问题严重制约着反渗透膜的发展和应用。因此近年来许多学者致力于提高反渗透膜的性能，研发具有高通量、优良的抗污染性能和耐氯性能的反渗透膜。研究可知，通过将纳米材料分散到超薄的聚酰胺层中，利用纳米填充材料来提高聚合物膜的性能，从而制备一种新型的薄层纳米复合膜(thin film nanocomposite,TFN)，与传统复合TFC膜相比，TFN膜的渗透性显著增强，并且抗污染耐氯性能也有所提高。

氧化铈是一种重要的稀土功能材料，具有较好的机械强度和优良的氧离子传输性能，在催化、抛光、燃料电池等诸多领域有着广泛用途，纳米尺度下的氧化铈材料，比表面积增大，往往表现出更高的化学活性。目前，国内外在用纳米氧化铈改性聚合物方面的报道越来越多，纳米氧化铈添加到聚合物中，对于聚合物的抗紫外老化性能、防腐蚀性能、力学性能、热稳定性能、导电性能以及催化性能均有不同程度的提升和改善。与此同时，许多研究人员制备了具有不同结构和性质的氧化铈纳米颗粒，用于增强纳米材料的功能性，以扩大应用领域。例如，醋酸水热法合成的氧化铈纳米颗粒具有良好的亲水性，主要由于颗粒表面修饰的亲水官能团提高了其在水中的分散性。

目前的反渗透膜只能将饮用水中的蛋白质和细小的微生物等将吸附在膜表面，阻止其通过，但不能将其杀灭，因而使饮用水中含有的细菌微生物多，这些种类繁多的细菌微生物将严重威胁了人民的饮用水健康。另一方面，目前的反渗透膜均没有抗污性能，由于固体颗粒物、胶体、有机物和微生物等将吸附在膜表面，因而膜在使用一段时间后，会在膜表面发生胶体的污堵、生物污染和化学积垢等，超滤膜的孔径将减小，水通量降低，也对超滤膜造成污染，进而会导致膜的稳定性等性能和水通量等分离效果的急剧下降，甚至缩短膜的使用寿命。

银纳米颗粒具有独特的性能，因此被广泛作为有效的杀菌材料，尤其是，尺寸越小的银颗粒杀菌效果越好，有研究报道在反渗透膜表面原位合成银纳米颗粒，制备得到的膜材料具有极强的抗生物污染活性。但是如果将银颗粒负载到反渗透膜上，容易堵塞渗透膜，导致水通量大大降低，因而杀菌和高水通量不能兼得。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种抗污型掺杂氧化铈与银纳米颗粒的反渗透膜的制备方法，

原料说明：

本发明使用的亲水性氧化铈纳米颗粒，来源于天津包钢稀土研究院有限责任公司，该公司利用醋酸水热法制备了具有立方萤石结构的氧化铈纳米颗粒，颗粒具有圆片状结构，尺寸大小均一，横向尺寸约为50nm，且在水中分散均匀。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种抗污型掺杂氧化铈与银纳米颗粒的反渗透膜的制备方法，包括步骤如下：

(1)银修饰的氧化铈复合材料的制备：