一种基于ε‑聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种基于ε‑聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜及其制备方法，基于ε‑聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜以中空纤维膜为支撑膜，通过含ε‑聚赖氨酸的阳离子聚电解质与阴离子聚电解质层层自组装制备而成，具体的制备方法为：将支撑膜固定在一个带有多孔支撑层的容器中，膜面朝上，首先加压，将阳离子聚电解质与支撑膜结合组装得到阳离子改性膜，清洗，然后加压，将阴离子聚电解质与阳离子聚电解质结合组装得到阴离子改性膜，清洗，热处理，得到第一个双层，重复上述步骤得到多层改性膜，最后加压，将ε‑聚赖氨酸与聚阴离子电解质结合组装，清洗，得到产品。该中空纤维纳滤膜的最外层为ε‑聚赖氨酸，抗菌性能好，制备简单，效率高，适合实际生产。

Based on a epsilon polylysine hollow fiber nanofiltration membrane and preparation method thereof

The invention provides a based on epsilon polylysine hollow fiber nanofiltration membrane and preparation method thereof, epsilon polylysine hollow fiber nanofiltration membrane supported on hollow fiber membrane based on poly lysine epsilon by containing amino acid cationic polyelectrolyte and an anionic polyelectrolyte layer by layer self assembling preparation a method for preparing concrete: the supporting film is fixed in a container with a porous support layer, membrane face, first of all will be pressurized, cationic polyelectrolyte and support membrane binding assembly of cationic modified membrane cleaning, and then pressurized, the anionic polyelectrolyte with cationic polyelectrolyte with assembly anion modified membrane, cleaning, heat treatment, get the first double, repeat the above steps to get the multilayer modified membrane, finally pressure, will epsilon polylysine and polyanion binding assembly, cleaning, Get product. The outermost layer of the hollow fiber nanofiltration for epsilon polylysine, good antibacterial property, simple preparation, high efficiency, suitable for the actual production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于过滤材料
，具体涉及一种基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜及其制备方法。
技术介绍
纳滤膜是一种介于超滤膜和反渗透膜之间的膜材料，它能够让反渗透所截留的无机盐透过，同时截留住透过超滤膜的低分子量有机物。纳滤膜材料主要包括有机纳滤膜和无机纳滤膜，有机纳滤膜主要有纤维素类、聚酰胺类和聚砜类，无机纳滤膜大豆为无机陶瓷材料。纳滤膜的分离过程主要是基于筛分效应和电荷效应，对离子的分离性能受化学势和电势的同时控制，与反渗透膜相比，纳滤膜的操作压力低，渗透通量大，与超滤膜相比，纳滤膜具有较强的离子选择分离性能，能有效截留农药等低分子量有机物，在苦咸水脱盐、海水淡化、废水处理、医药和食品的浓缩与纯化领域有很好的应用。中空纤维纳滤膜是将中空纤维与纳滤膜的结合，兼具中空纤维膜的大表面积、自制成、结构简单、小型轻便和纳滤膜高选择分离性的特点。中空纤维纳滤膜可以通过纺丝、涂覆、接枝、聚合和交联等方法制备。中国专利CN 102210979B公开的荷正点型聚氯乙烯中空纤维纳滤膜及其制备方法，该中空纤维纳滤膜的皮层带正电荷，由聚氯乙烯和阳离子共聚物构成，支撑层为电中性，由聚氯乙烯和无机填料构成，两者的制膜液通过双层环状共挤出，经干-湿法纺丝工艺固化成型。制备的中空纤维纳滤膜的成本低、分离效果好，成本低廉，但是仍存在易受污染的性能。中国专利CN 105727752A公开的一种高强度抗污染抗菌中空纤维纳滤膜的制备方法及产品，将超滤基膜置于酸性葡萄糖水溶液或质酸水溶液中进行化学交联得到纳滤膜，然后将纳滤膜置于碱液中进行中和反应，洗涤至中性过后加入无机抗菌剂进行络合，最终得到高强度抗污染抗菌中空纤维纳滤膜。中国专利CN 103752174A公开的一种用于水处理的抗菌亲水中空纤维膜组件，该组件包括中空纤维膜和具有抗菌功能的亲水聚合物层，中空纤维膜为超滤膜、微滤膜或者纳滤膜，亲水聚合物层是可聚季铵盐类单体在过硫酸类热引发剂的作用下，在中空纤维膜的表面动态循环诱导接枝聚合形成聚合物抗菌层，该组件可单独使用，也可以多个并联使用。由上述现有技术可知，通过在中空纤维纳滤膜的制备过程中或者对中空纤维纳滤膜的表面进行抗菌物质的接枝可以赋予中空纤维纳滤膜抗菌性。但是目前使用的抗菌剂多为无机抗菌和聚合物抗菌剂，在使用过程中需使用交联剂或者引发剂，交联过程长，制备效率低，而且在使用前需要充分洗净，否则容易对水体造成污染，具有安全隐患。本专利技术将ε-聚赖氨酸作为抗菌剂运用到中空纤维膜材料中，在提供广谱抗菌性的同时，对人体不存在任何毒副作用，无安全隐患。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜及其制备方法，以中空纤维膜为支撑膜，通过含ε-聚赖氨酸的阳离子聚电解质与阴离子聚电解质层层自组装制备而成，且最后将ε-聚赖氨酸与聚阴离子电解质结合组装得到基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜。本专利技术制备方法简单，效率高，不使用有机溶剂，绿色环保，中空纤维纳滤膜的最外层为ε-聚赖氨酸，抗菌性能好，生产和使用过程中不用担心污染水体，安全无副作用。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜，所述基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜以聚砜中空纤维膜或者聚醚砜中空纤维超滤膜为支撑膜，通过阳离子聚电解质与阴离子聚电解质层层自组装制备而成，所述阳离子聚电解质中包括ε-聚赖氨酸，所述基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜的最外层为ε-聚赖氨酸。作为上述技术方案的优选，所述基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜至少含有一层ε-聚赖氨酸。作为上述技术方案的优选，所述阴离子聚电解质为聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯硫酸盐、聚丙烯酸或者聚丙烯酸盐阴离子聚电解质。作为上述技术方案的优选，所述阳离子聚电解质包括聚烯丙基氯化铵或者聚N,N-二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或两种。作为上述技术方案的优选，所述支撑膜的截留分子量小于等于5万。本专利技术还提供一种基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：(1)配制阳离子聚电解质溶液，加入无机盐，调节pH值，得到质量百分比浓度为0.1-0.5％的阳离子聚电解质溶液；(2)配制阴离子聚电解质溶液，加入无机盐，调节pH值，得到质量百分比浓度为0.1-0.5％的阴离子聚电解质溶液；(3)将磺化的聚砜中空纤维膜或者聚醚砜中空纤维超滤膜为支撑膜，固定在一个带有多孔支撑层的容器中，膜面朝上，然后向容器中加入步骤(1)制备的阳离子聚电解质溶液，加压，阳离子聚电解质通过静电作用力、疏水力、氢键与支撑膜结合，组装时间为1-60min，得到阳离子改性膜。(4)用去离子水清洗步骤(3)制备的阳离子改性膜的表面，清洗时间为1-10min。(5)往清洗后的膜表面加入步骤(2)制备的阴离子聚电解质溶液，加压，阴离子聚电解质依靠静电作用力、氢键、疏水力与阳离子聚电解质结合，组装时间为1-60min，得到阴离子改性膜。(6)用去离子水清洗步骤(5)制备的阴离子改性膜的表面，清洗时间为1-10min，置于90℃烘箱中热处理1-5min，得到第一个双层；(7)如需增加组装双层数，则重复步骤(3)-(6)，但重复的第(6)步无需热处理，得到多层改性膜；(8)往清洗后的步骤(7)制备的多层改性膜表面加入ε-聚赖氨酸溶液，加压，ε-聚赖氨酸依靠静电作用力、氢键、疏水力与聚阴离子电解质结合，组装时间为1-60min，清洗1-10min，得到基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)或者步骤(2)中，无机盐为氯化钠或者氯化钙，无机盐的浓度为0.5M。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，阳离子聚电解质溶液中ε-聚赖氨酸的质量分数为0.2-0.6％，pH为7.5-10.5。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)、步骤(5)或者步骤(8)中，加压的强度为0.1-0.8MPa。作为上述技术方案的优选，所述步骤(7)中，多层改性膜的双层数大于等于1.5。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术制备的基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜中含有ε-聚赖氨酸，ε-聚赖氨酸与聚烯丙基氯化铵或者聚N,N-二甲基二烯丙基氯化铵阳离子聚电解质，在压力作用下通过静电作用力、疏水力、氢键的作用力与磺化聚砜中空纤维膜或者聚醚砜中空纤维超滤膜结合，在支撑膜的表面自组装形成一层阳离子聚电解质层，然后再在压力作用下，将聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯硫酸盐、聚丙烯酸或者聚丙烯酸盐阴离子聚电解质通过静电作用力、疏水力、氢键的作用力与磺化聚砜中空纤维膜或者聚醚砜中空纤维超滤膜结合，通过阴离子和阳离子的交错重叠形成中空纤维纳滤膜的涂层，赋予中空纤维纳滤膜抗菌性、稳定性和较长的使用寿命。(2)本专利技术制备的基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜中制备方法简单，组装过程中都使用静电、疏水力和氢键等作用力促使两者结合交联，不使用化学交联剂，而且使用的溶剂都为水，制备过程绿色环保，动态组装效率高，组装1.5轮就可获得良好的分离性能，适合试剂生产。(3)本专利技术制备的基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜的最外层为ε-聚赖氨酸，ε-聚赖氨酸具有优良的抗菌性能，可以吸附到细胞膜上破坏细胞膜的完成小，诱导微生物自溶而导致细胞死亡，抑菌广谱性好，而且热稳定性好，水溶性好，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ε‑聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜，其特征在于：所述基于ε‑聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜以聚砜中空纤维膜或者聚醚砜中空纤维超滤膜为支撑膜，通过阳离子聚电解质与阴离子聚电解质层层自组装制备而成，所述阳离子聚电解质中包括ε‑聚赖氨酸，所述基于ε‑聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜的最外层为ε‑聚赖氨酸。

【技术特征摘要】
1.一种基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜，其特征在于：所述基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜以聚砜中空纤维膜或者聚醚砜中空纤维超滤膜为支撑膜，通过阳离子聚电解质与阴离子聚电解质层层自组装制备而成，所述阳离子聚电解质中包括ε-聚赖氨酸，所述基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜的最外层为ε-聚赖氨酸。2.根据权利要求1所述的一种基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜，其特征在于：所述基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜至少含有一层ε-聚赖氨酸。3.根据权利要求1所述的一种基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜，其特征在于：所述阴离子聚电解质为聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯硫酸盐、聚丙烯酸或者聚丙烯酸盐阴离子聚电解质。4.根据权利要求1所述的一种基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜，其特征在于：所述阳离子聚电解质包括聚烯丙基氯化铵或者聚N,N-二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或两种。5.根据权利要求1所述的一种基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜，其特征在于：所述支撑膜的截留分子量小于等于5万。6.一种基于ε-聚赖氨酸的中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配制阳离子聚电解质溶液，加入无机盐，调节pH值，得到质量百分比浓度为0.1-0.5％的阳离子聚电解质溶液；(2)配制阴离子聚电解质溶液，加入无机盐，调节pH值，得到质量百分比浓度为0.1-0.5％的阴离子聚电解质溶液；(3)将磺化的聚砜中空纤维膜或者聚醚砜中空纤维超滤膜为支撑膜，固定在一个带有多孔支撑层的容器中，膜面朝上，然后向容器中加入步骤(1)制备的阳离子聚电解质溶液，加压，阳离子聚电解质通过静电作用力、疏水力、氢键与支撑膜结合，组装时间为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李风浪，李舒歆，
申请(专利权)人：东莞市联洲知识产权运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44