[发明专利]基于迈克尔加成反应的抗菌抗污染微孔膜及其制备方法

权利要求书

1.一种基于迈克尔加成反应的抗菌抗污染微孔膜，其特征在于，所述抗菌抗污染微孔膜是由抗菌抗污染分离层和支撑层组成，所述抗菌抗污染分离层含有抗菌组分和抗污染组分，所述抗污染组分是由抗污染分子与卤化α,β-不饱和羰基化合物通过迈克尔加成反应生成，抗菌组分与抗污染组分通过碳碳键相连，支撑层由膜基体材料和含叔胺两亲共聚物构成；

所述抗菌组分是由含叔胺两亲共聚物与卤化α,β-不饱和羰基化合物通过季铵化反应生成；所述含叔胺两亲共聚物是含叔胺单体和疏水性单体共聚得到；所述的含叔胺单体选自甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯、二甲氨丙基甲基丙烯酰胺、二甲氨基丙基丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶、乙烯基咪唑中的任意一种或任意多种；所述疏水性单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、苯乙烯、氯乙烯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸全氟代辛酯、丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸全氟代辛酯中的任意一种或任意多种；所述的卤化α,β-不饱和羰基化合物选自甲基丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、2-氯甲基丙烯酸乙酯、2-氯乙基甲基丙烯酸酯、2-溴乙基丙烯酸酯、2,3-二溴丙基丙烯酸酯、2-溴甲基丙烯酸乙酯、2-溴甲基丙烯酸甲酯、2,3-二溴丙基丙烯酸酯等中的任意一种或任意多种。

2.根据权利要求1所述的抗菌抗污染微孔膜，其特征在于，所述抗污染分子选自单端巯基聚乙二醇、单端炔基聚乙二醇、单端氨基聚乙二醇、双端巯基聚乙二醇、双端炔基聚乙二醇、双端氨基聚乙二醇、单端巯基聚磷酰胆碱型两性离子、单端巯基聚磺基甜菜碱型两性离子、单端巯基聚羧基甜菜碱型两性离子中的一种或任意多种。

3.根据权利要求1所述的抗菌抗污染微孔膜，其特征在于，所述膜基体材料选自聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯醚、聚醚醚酮。

4.一种权利要求1所述抗菌抗污染微孔膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将膜基体材料和含叔胺两亲共聚物溶解在溶剂中，混合均匀后，通过非溶剂诱导相转化的方法制备成含叔胺两亲共聚物的前体膜I；

(2)将卤化α,β-不饱和羰基化合物制成溶液，将(1)中制备的前体膜I浸入该溶液，发生季铵化反应，得到表面带有季铵盐荷正电层的前体膜II；

(3)将抗污染分子制成溶液，将(2)制备的前体膜II浸入该溶液，经催化使膜表面α,β-不饱和双键基团和抗污染分子发生迈克尔加成反应，得到抗菌抗污染微孔膜。

5.根据权利要求4所述的抗菌抗污染微孔膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述溶液的溶剂选自水，乙醇、正庚烷、环己烷、甲醇、甘油、正己烷中的一种或任意多种；卤化α,β-不饱和羰基化合物溶液的浓度为0.5％～10％，所述的反应温度为25～80℃，所述的反应时间为10分钟～48小时。

6.根据权利要求4所述的抗菌抗污染微孔膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述迈克尔加成反应的催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、六氢吡啶、乙醇钠、氨基钠、三乙胺中任意一种；所述溶液的溶剂为水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、甘油中的一种或多种。

7.根据权利要求4所述的抗菌抗污染微孔膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的反应温度为20～80℃，反应时间为10分钟～8小时。

8.根据权利要求1所述的抗菌抗污染微孔膜或权利要求4所述方法制备的抗菌抗污染微孔膜，其特征在于所述抗菌抗污染微孔膜孔径范围为2纳米～1微米。

9.权利要求1所述的抗菌抗污染微孔膜或权利要求4所述方法制备的抗菌抗污染微孔膜在污水处理、自来水净化、食品工业、海水淡化前处理、生物医用中的应用。