一种抗蛋白污染纤维膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种抗蛋白污染纤维膜及其制备方法和应用，本发明专利技术提供的抗蛋白污染纤维膜包括聚偏氟乙烯膜和带羟基的金属有机框架材料，所述带羟基的金属有机框架材料均匀分散在聚偏氟乙烯膜中。本发明专利技术提供的抗蛋白污染纤维膜中金属有机框架材料可稳定存在于聚偏氟乙烯膜基体中，且抗蛋白污染效果好。实施例结果表明，抗蛋白污染纤维膜的白蛋白截留率为60％～80％，抗蛋白污染纤维膜对纯水通量的回复率为80％～98％；而且本发明专利技术提供的抗蛋白污染纤维膜在水中浸泡一周后，抗蛋白污染纤维膜与水的接触角一致，说明本发明专利技术提供的抗蛋白污染纤维膜稳定性较好。

An Anti-protein Contamination Fiber Membrane and Its Preparation Method and Application

The invention provides an anti-protein fouling fiber membrane and a preparation method and application thereof. The anti-protein fouling fiber membrane provided by the invention comprises a polyvinylidene fluoride membrane and a metal organic framework material with hydroxyl groups, which are evenly dispersed in the polyvinylidene fluoride membrane. The metal-organic frame material in the anti-protein fouling fiber membrane provided by the invention can be stable in the polyvinylidene fluoride film matrix, and has good anti-protein fouling effect. The results show that the albumin rejection rate of anti-protein contaminated fibre membrane is 60%-80%, and the recovery rate of anti-protein contaminated fibre membrane to pure water flux is 80%-98%. Moreover, the anti-protein contaminated fibre membrane provided by the invention has the same contact angle with water after soaking in water for one week, which shows that the anti-protein contaminated fibre membrane has the same contact angle with water. The anti-protein fouling fibre membrane provided has good stability.

【技术实现步骤摘要】
一种抗蛋白污染纤维膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及功能高分子材料领域，具体涉及一种抗蛋白污染纤维膜及其制备方法和应用。
技术介绍
聚偏氟乙烯膜(简称PVDF)是一种工程塑料，因其物化稳定性好，常被作为一种性能优异的功能高分子材料制备成平板膜或中空纤维膜，应用于抗蛋白污染等领域。但是聚偏氟乙烯膜不具有抗蛋白污染性能，需要对聚偏氟乙烯膜进行改性，以提高膜在抗蛋白污染中的应用。目前，常用的改性方法为共混法，例如Rahimpour等人采用缩聚的方法合成了聚氨基-酰亚胺用以共混改性膜材料，使改性后膜的水通量和抗蛋白污染能力均得到了提高，参见现有技术JournalofMembraneScience,2008,311(1-2):349。但是现有技术共混得到的改性膜材料，在使用一段时间后，改性剂稳定性变差，导致改性剂从改性膜材料中析出，例如现有技术(PolymersforAdvancedTechnologies，2014,25,851)公开了利用聚乙烯基吡咯烷酮共混聚醚砜的方式来改善聚醚砜的抗蛋白污染性能，虽然改性后聚醚砜的抗蛋白污染性能有所提高，但是聚乙烯基吡咯烷酮改性剂会在使用过程中逐渐析出，降低膜材料的稳定性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种抗蛋白污染纤维膜及其制备方法和应用，本专利技术提供的抗蛋白污染纤维膜能够有效地抵抗蛋白污染，白蛋白截留率为60％～100％；且稳定性较好。本专利技术提供了一种抗蛋白污染纤维膜，包括聚偏氟乙烯膜和带羟基的金属有机框架材料，所述带羟基的金属有机框架材料分散在所述聚偏氟乙烯膜中。优选的，所述抗蛋白污染纤维膜的厚度为45～55μm。优选的，所述聚偏氟乙烯膜和带羟基的金属有机框架材料的质量比为15～22:0.1～3。优选的，所述带羟基的金属有机框架材料具有式I所示的结构：本专利技术提供了上述技术方案所述抗蛋白污染纤维膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将带羟基的金属有机框架材料、聚偏氟乙烯和极性有机溶剂混合，得到混合料液；(2)将所述步骤(1)得到的混合料液依次进行过滤、脱泡、熟化和纺丝处理，得到抗蛋白污染纤维膜。优选的，所述步骤(1)中带羟基的金属有机框架材料、聚偏氟乙烯和极性有机溶剂的质量比为0.1～3:15～22:75～84.9。优选的，所述步骤(1)中极性有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、N,N’-二甲基乙酰胺和N,N’-二甲基甲酰胺中的一种或多种。优选的，所述步骤(1)中带羟基的金属有机框架材料的制备方法包括以下步骤：将氯化钡、3-羧基-4-羟基-苯磺酸钠和水混合，得到混合料液；将所述混合料液进行静置，收集沉淀，得到带羟基的金属有机框架材料。优选的，所述氯化钡和3-羧基-4-羟基-苯磺酸钠的摩尔比为0.1～1.0:0.5～1.5。本专利技术还提供了上述技术方案所述抗蛋白污染纤维膜或者上述技术方案所述制备方法制备得到的抗蛋白污染纤维膜在抗蛋白污染装置中的应用。本专利技术提供了一种抗蛋白污染纤维膜，包括聚偏氟乙烯膜和带羟基的金属有机框架材料，所述带羟基的金属有机框架材料均匀分散在聚偏氟乙烯膜中。本专利技术提供的抗蛋白污染纤维膜中金属有机框架材料可稳定存在于聚偏氟乙烯膜基体中，不会从聚偏氟乙烯膜基体中析出，使得本专利技术提供的抗蛋白污染纤维膜具有永久稳定性。另外，本专利技术提供的抗蛋白污染纤维膜中由于含有羟基，使得本专利技术提供的抗蛋白污染纤维膜的抗蛋白污染效果好。实施例结果表明，本专利技术抗蛋白污染纤维膜的白蛋白截留率为60％～80％，抗蛋白污染纤维膜对纯水通量的回复率为80％～98％，说明本专利技术提供的抗蛋白污染纤维膜的抗蛋白污染效果较好。而且本专利技术提供的抗蛋白污染纤维膜在水中浸泡一周前后，抗蛋白污染纤维膜与水的接触角保持一致，说明本专利技术提供的抗蛋白污染纤维膜稳定性较好。另外，本专利技术提供的抗蛋白污染纤维膜中含有的金属有机框架材料含有羟基，使得抗蛋白污染纤维膜具有较好的亲水性能，实施例结果表面抗蛋白污染纤维膜与水接触角为50～80°。本专利技术提供的抗蛋白污染纤维膜对纯水的超滤系数为25～50mL/m2.h.mmHg。具体实施方式本专利技术提供了一种抗蛋白污染纤维膜，包括聚偏氟乙烯膜和带羟基的金属有机框架材料，所述带羟基的金属有机框架材料分散在所述聚偏氟乙烯膜中。本专利技术提供了一种抗蛋白污染纤维膜；所述抗蛋白污染纤维膜的厚度优选为45～55μm，进一步优选为48～50μm。本专利技术提供的抗蛋白污染纤维膜的组成材料包括聚偏氟乙烯膜，本专利技术对所述聚偏氟乙烯膜的来源没有特别限定，采用市售商品即可。本专利技术提供的抗蛋白污染纤维膜的组成材料包括带羟基的金属有机框架材料，所述带羟基的金属有机框架材料优选具有式I所示的结构：在本专利技术中，所述带羟基的金属有机框架材料分散在聚偏氟乙烯膜基体中。在本专利技术中，所述带羟基的金属有机框架材料的化学式优选为Ba2L4(H2O)10(L为3-羧基-4-羟基-苯磺酸)。本专利技术以所述带羟基的金属有机框架材料为抗蛋白污染纤维膜的组成材料，一方面所述金属有机框架材料中的羟基基团具有抗蛋白污染性能，有利于使制备得到的纤维膜具有较好的抗蛋白污染性能；另一方面，所述金属有机框架材料稳定性较好，在长期使用过程中，不会从抗蛋白污染纤维膜中析出，使本申请提供的抗蛋白污染纤维膜具有永久稳定性。另外，本专利技术所述金属有机框架材料中的羟基基团亲水性较好，有利于使制备得到的纤维膜具有较好的亲水性。本专利技术对所述带羟基的金属有机框架材料的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的产品或自行制备而成。当所述带羟基的金属有机框架材料采用自行制备的方式获得时，所述带羟基的金属有机框架材料的制备方法优选包括以下步骤：将氯化钡、3-羧基-4-羟基-苯磺酸钠和水混合，得到混合料液；将所述混合料液进行静置，收集沉淀，得到带羟基的金属有机框架材料。本专利技术优选将氯化钡、3-羧基-4-羟基-苯磺酸钠和水混合，得到混合料液。在本专利技术中，所述氯化钡、3-羧基-4-羟基-苯磺酸钠的摩尔比优选为0.1～1.0:0.5～1.5，进一步优选为0.5:1.0。在本专利技术中，所述氯化钡的物质的量和水的体积比优选为0.1～1.0mmol:20～30mL，进一步优选为0.5mmol:25mL。本专利技术对氯化钡、3-羧基-4-羟基-苯磺酸钠和水的混合方式没有特别限定，采用本领域技术人员所熟知的混合方式即可。得到混合料液后，本专利技术将所述混合料液进行静置，收集沉淀，得到带羟基的金属有机框架材料。在本专利技术中，所述静置的时间优选为2.5～3.5天，进一步优选为3天。所述静置前，本专利技术优选将混合料液进行过滤处理，去除混合料液中不溶性杂质。本专利技术优选将静置析出的沉淀进行研磨处理，得到粉末状带羟基的金属有机框架材料。本专利技术对研磨的具体实施方式没有特别限制，采用本领域技术人员所常用的研磨方式即可。本专利技术优选采用上述方法制备得到带羟基的金属有机框架材料，有利于制备得到结晶度高且纯度高的金属有机框架材料，进而有利于提高抗蛋白污染纤维膜的结构稳定性。在本专利技术中，抗蛋白污染纤维膜中聚偏氟乙烯膜和带羟基的金属有机框架材料的质量比优选为15～22:0.1～3，进一步优选为16～21:0.5～2.5，更优选为18～20:1.0～2.0，最优选为18.5～19.5:1.2～1.8。本专利技术优选将聚偏氟乙烯膜和带羟基的金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗蛋白污染纤维膜，包括聚偏氟乙烯膜和带羟基的金属有机框架材料，所述带羟基的金属有机框架材料分散在所述聚偏氟乙烯膜中。

【技术特征摘要】
1.一种抗蛋白污染纤维膜，包括聚偏氟乙烯膜和带羟基的金属有机框架材料，所述带羟基的金属有机框架材料分散在所述聚偏氟乙烯膜中。2.根据权利要求1所述的抗蛋白污染纤维膜，其特征在于，所述抗蛋白污染纤维膜的厚度为45～55μm。3.根据权利要求1所述的抗蛋白污染纤维膜，其特征在于，所述聚偏氟乙烯膜和带羟基的金属有机框架材料的质量比为15～22:0.1～3。4.根据权利要求1～3任一项所述的抗蛋白污染纤维膜，其特征在于，所述带羟基的金属有机框架材料具有式I所示的结构：5.权利要求1～4任一项所述抗蛋白污染纤维膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将带羟基的金属有机框架材料、聚偏氟乙烯和极性有机溶剂混合，得到混合料液；(2)将所述步骤(1)得到的混合料液依次进行过滤、脱泡、熟化和纺丝处理，得到抗蛋白污染纤维膜。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王壹，覃慧，范东生，聂胜强，严伟，罗军，成刚，曾嘉洲，
申请(专利权)人：贵阳学院，
类型：发明
国别省市：贵州,52