[实用新型]一种多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒复合纳滤膜

说明书

本实用新型公开了一种多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒复合纳滤膜，其包括层叠于超滤支撑膜层上的聚哌嗪酰胺分离层，所述聚哌嗪酰胺分离层由多孔纳米抗菌粒子分散嵌入聚哌嗪酰胺膜中构成。所述聚哌嗪酰胺分离层表面嵌入的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒多于所述聚哌嗪酰胺分离层内部嵌入的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒。本实用新型制得的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒复合纳滤膜水通量大、脱盐率高、抗细菌污染、易清洗，可以广泛应用于污水处理，物料浓缩、碱水或海水的脱盐等应用领域。

技术领域

本实用新型涉及膜分离技术领域，具体涉及一种多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒复合纳滤膜。

背景技术

纳滤是介于超滤和反渗透之间的新型膜分离技术。其操作压力范围在0.2-1.0MPa，膜的截留分子量在200-1000范围内。纳滤膜具有运行压力低，对二价以上盐脱除率高，对一价盐脱除率低等特点。纳滤膜目前广泛的应用于水回用，水软化，医药、食品和生物等行业。实际应用过程中，纳滤膜会受到水中快速滋长的细菌的侵害而造成微生物污染，导致纳滤膜的通量和脱盐率降低，严重影响膜的使用效率和寿命，微生物污染已成为影响反渗透技术发展的重要因素，尤其是对于饮用水和纯水处理的领域，包括市场上广泛应用的软化水系统，细菌污染几乎成为膜污染的重要来源。因此杀灭膜表面的细菌，降低膜污染趋势成为纳滤膜应用的发展方向。

目前工业应用中通过在水中添加杀菌剂来降低细菌污染，杀菌剂的引入需要额外引入还原剂中和杀菌剂的氧化性，保护纳滤膜免收氧化剂的破坏，增加了成本，增加了纳滤膜破坏的风险；而通过对膜表面化学改性的办法，如通过化学耦合、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纳滤复合膜的表面的方法往往操作或反应条件都很复杂，造价高，难以在生产线上实现；通过在纳滤复合膜表层涂覆一层抗菌耐污染层的办法则由于抗菌物质容易流失，也难以被接受。目前，在纳滤膜制备过程中复合纳米抗菌粒子越来越受到重视。

抗菌材料主要包括无机、有机和天然高分子抗菌剂。其中无机抗菌剂的纳米银系抗菌剂的研究和应用最为广泛，市场占有率高，但欧美国家已经发现纳米银对人体健康存在安全风险，因此开始限制纳米银材料的相关应用。铜是人体需要的微量元素，而且在2008年3月，美国环境保护署(EPA)确认了铜能够杀灭有害的和可能致命的病菌，铜是唯一获得美国环境保护署(EPA)认证的金属抑菌材料，因此采用具有生物安全性的纳米铜系抗菌剂成为一个更加安全的选择。铜包二氧化钛新型纳米抗菌粒子（请阅图1、图3），由于具备长效金属离子释放效应，可以在无光条件下具备良好的抗菌防霉功能，是一种新型的具有生物安全性的纳米抗菌颗粒。但是其复合进入纳滤膜材料后，由于其粒径大于或者与纳滤膜膜孔相当，因此会阻塞膜孔径，在提高膜表面抗菌性能的同时会造成膜通量下降。

因此，如何克服现有纳滤膜无法兼顾膜表面抗菌性能好又具有膜通量大的缺陷是业界接待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有纳滤膜无法兼顾膜表面抗菌性能好又具有膜通量大的技术问题，提出一种抗菌效果显著持久、使用寿命长的多孔纳米抗菌颗粒复合纳滤膜。

本实用新型提供一种具有多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒复合纳滤膜，包括层叠于超滤支撑膜层上的聚哌嗪酰胺分离层，所述聚哌嗪酰胺分离层由多孔纳米抗菌粒子分散嵌入聚哌嗪酰胺膜中构成。

优选的，所述聚哌嗪酰胺分离层表面嵌入的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒多于所述聚哌嗪酰胺分离层内部嵌入的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒。

优选的，所述超滤支撑膜层由超滤膜涂覆在无纺布上构成。

优选的，所述的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒中具有众多微细通孔，该颗粒的外表具有金属铜颗粒。

优选的，所述聚哌嗪酰胺膜材料分布于所述多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒中的微细通孔中。