[发明专利]一种用于高效分离油水乳浊液的超亲水抗污抗菌分离膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于高效分离油水乳浊液的超亲水抗污抗菌分离膜的制备方法。利用多巴胺与妥布霉素在聚偏氟乙烯基膜表面发生反应并沉积一层极薄的复合亲水层，导致膜的浸润特性发生本质变化，呈现出超亲水/水下超疏油的润湿特性，从而极大地提高膜的抗污性能；同时，由于妥布霉素的引入赋予了超亲水分离膜优异的抗菌性能。

技术领域

本发明属于环保材料技术领域，具体涉及一种用于高效分离油水乳浊液的超亲水抗污抗菌分离膜的制备方法。

背景技术

21世纪水资源正在变成一种宝贵的稀缺资源，随着淡水资源的匮乏问题的日益增剧，目前全世界接近有30亿的人口面临着淡水缺乏的问题，水资源的循环利用成为迫在眉睫的问题。在石油化工、冶金、食品加工和医药制造等产业每年产生了大量的含油废水，对于这部分水的资源化利用也成了摆在人类面前的一个巨大挑战。

随着膜分离技术的迅猛发展，其应用已遍及工业、医疗、环境等各个领域。就含油废水处理领域而言，它不仅克服了传统方法诸如吸附法、重力法、生物法、浮选法等耗费大，易产生二次污染、占地面积大等缺点，而且在分离油水混合液上体现出独一无二的高效分离特性。因此，膜分离技术被认为是处理含油废水中最具前景的技术之一。

而膜污染是阻碍膜技术广泛应用的主要难题，也是目前分离技术所面临的最具挑战性的一环。近年来，科学家们受到荷叶表面超疏水现象的启发，具有特殊浸润性的材料逐渐出现在各个领域及应用当中。尽管具有超疏水特性的薄膜是一类可高效分离含油废水的膜材料，然而其在应用中同样会出现膜堵塞的现象，于是超亲水/水下超疏油型抗污材料应运而生，它通过在膜表面形成极薄的水层以阻止油污附着在膜孔表面，这大大提高了膜的使用寿命及维护时效。

多巴胺是一类富含亲水基团的儿茶酚物质，常用于材料表面修饰，其可大幅提高材料表面的亲水性，将其与具有抗菌性能的妥布霉素抗生素相结合，能极大地改善材料的抗污抗菌性能。本发明基于多巴胺-妥布霉素体系，同时引入强氧化性触发剂缩短两者的反应时间，将其与膜分离技术相结合，可在短时间内制备出用于高效分离油水乳浊液的超亲水抗污抗菌分离膜。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于含油废水处理的高效抗污抗菌分离膜的制备方法，利用多巴胺与妥布霉素在聚偏氟乙烯（PVDF）膜表面发生反应并沉积一层极薄的复合亲水层，导致膜的浸润特性发生本质变化，呈现出超亲水/水下超疏油的润湿特性，从而极大地提高膜的抗污性能。该分离膜具有优异的油水分离效率和抗污、抗菌性能。其制备方法简单、耗时短，可实现规模化生产。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用于高效分离油水乳浊液的超亲水抗污抗菌分离膜的制备方法，包括以下步骤:

1) 于溶解的Tris-HCl缓冲液中加入妥布霉素和触发剂，摇晃振荡均匀后加入盐酸多巴胺，超声溶解完全后即可得到混合液a；

2) 将PVDF多孔基膜置于模具内，往模具中缓慢倒入混合液a，将模具固定在恒温振荡箱内进行反应，待PVDF多孔基膜与混合液a充分反应后取出，并用去离子水冲洗若干遍，直至将膜上的残留液洗净，即得到用于含油废水处理的高效抗污抗菌分离膜。

优选地，步骤1）所述的触发剂为过硫酸盐、CuSO₄/H₂O₂、高碘酸盐等中的一种或几种，所述过硫酸盐为过硫酸铵，高碘酸盐为高碘酸钠。触发剂通过加速多巴胺的自聚合过程，使妥布霉素与多巴胺发生共沉积反应，从而构建超亲水界面。

优选地，步骤1）所述的混合液a中，盐酸多巴胺的浓度为1.1×10^-2 mol/L， 妥布霉素的浓度为1.1×10^-2~4.4×10^-2 mol/L，触发剂的浓度为5.8×10^-3~2.8×10^-2 mol/L。