[发明专利]一种甲壳素-硅酸四乙酯复合膜的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种甲壳素‑硅酸四乙酯复合膜的制备方法及其应用，特点是包括以下步骤：（1）将甲壳素粉末加入到二甲基乙酰胺/氯化锂溶剂中或者二甲基甲酰胺/氯化锂溶剂中混合搅拌溶解后，离心或过滤，得到淡黄色甲壳素溶液，以丙酮为非溶剂采用液致相分离法制备得到甲壳素湿膜；（2）将质量浓度为20‑100%的硅酸四乙酯的丙酮溶液涂覆在步骤（1）得到的甲壳素湿膜表面，用玻璃板覆盖0.1‑‑72h，使硅酸四乙酯融入稀相中，移开玻璃板，在0‑50℃下，10‑100%湿度空气氛围下晾干后得到甲壳素‑硅酸四乙酯膜，优点是收缩程度很小、力学强度好且对牛血清蛋白具有高效截留作用。

技术领域

本发明涉及一种甲壳素复合膜，尤其是涉及一种甲壳素-硅酸四乙酯复合膜的制备方法及其应用。

背景技术

膜分离作为一种新型高效的分离技术，具有较多优点，如分离效率高、能耗低、清洁、易操作、便于与其他技术集成等，是解决目前资源危机和环境恶化问题的有效手段。随着生产生活的不断进步，只有不断地开发新的制膜材料才能满足当下需求。目前膜材料主要为人工化学合成材料，如聚醚砜、聚砜、聚氯乙烯等，这类材料的缺陷即疏水性强、抗污染性差，且不可降解，限制了膜技术的应用与发展。因此，寻找一种合适的环保型制膜材料显得尤为重要。

甲壳素是自然界中存量较多的多糖类天然高分子，与传统的人工化学合成材料相比，具有价格低廉、可降解、生物相容性较好等优点，是一种优质的制膜材料，同时也满足工业生产的需求。然而，由于甲壳素内存在大量的分子内和分子间氢键，且结晶度高，导致甲壳素的溶解性不佳，不溶于稀酸、稀碱以及普通的有机溶剂，限制了甲壳素膜的应用，有关纯甲壳素制膜的报告也非常的有限。

Brine和Austin 提出三氯乙酸(TCA)作为甲壳素的溶剂，通过溶液纺丝的方法得到甲壳素纤维。Kifune 等人也提出甲壳素可以溶解在TCA及一些氯化烃混合溶剂中，TCA的浓度应该在25-75wt%，甲壳素在室温下的溶解度为1-10%。此外，Unitika 公司使用TCA/二氯甲烷体系来溶解甲壳素，甲壳素按照3:50:50的质量比溶解到TCA/二氯甲烷混合溶液中，并进行纺丝。然而TCA带有强烈的腐蚀性，导致甲壳素分子量急剧降低，而氯代烃对环境的污染太大，因此TCA和氯代烃作为甲壳素的溶剂仍有很大局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种收缩程度很小、力学强度好且对牛血清蛋白具有高效截留作用的甲壳素-硅酸四乙酯复合膜的制备方法及其应用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种甲壳素-硅酸四乙酯复合膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）甲壳素膜制备

将甲壳素粉末加入到二甲基乙酰胺（DMAC）/氯化锂溶剂中或者二甲基甲酰胺（DMF）/氯化锂溶剂中混合搅拌溶解后，离心或过滤，得到淡黄色甲壳素溶液，以丙酮为非溶剂采用液致相分离法制备得到甲壳素湿膜；

（2）甲壳素-硅酸四乙酯膜制备

将质量浓度为20-100%的硅酸四乙酯的丙酮溶液涂覆在步骤（1）得到的甲壳素湿膜表面，用玻璃板覆盖0.1--72h，使硅酸四乙酯融入稀相中，移开玻璃板，在 0-50℃下，10-100%湿度空气氛围下晾干后得到甲壳素-硅酸四乙酯膜。

步骤（1）中所述的甲壳素粉末的添加量为二甲基乙酰胺（DMAC）/氯化锂溶剂质量的0.1-5%，所述的二甲基乙酰胺（DMAC）/氯化锂溶剂中氯化锂的质量浓度为1-10%。

步骤（1）中所述的甲壳素粉末的添加量为二甲基乙酰胺（DMAC）/氯化锂溶剂质量的0.1-5%，所述的二甲基甲酰胺（DMF）/氯化锂溶剂中氯化锂的质量浓度为1-10%。

步骤（2）中所述的硅酸四乙酯的丙酮溶液中硅酸四乙酯的质量浓度为80-100%。

上述甲壳素-硅酸四乙酯复合膜应用，该复合膜对牛血清蛋白具有高效的截留作用。