一种抗菌稳定型纳滤膜材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗菌稳定型纳滤膜材料的制备方法，属于纳滤膜技术领域。本发明专利技术通过对花椒蛋白进行提取和纯化收集抗菌肽，将抗菌肽负载至薄膜表面后，由于抗菌肽结构具优异的耐菌性能，有效组织细菌在纳滤膜表面的负载和包覆，同时由于紫外辐照接枝，使纳滤膜表面的抗菌肽在紫外光照射下发生光降解反应产生自由基而固定在膜上，负载性能提高，有效改善纳滤膜表面因长时间浸泡和使用后导致抗菌肽溶解并分散的问题，进一步改善材料的抗菌稳定性能。

Preparation of an Antibacterial Stable Nanofiltration Membrane Material

The invention relates to a preparation method of an antimicrobial stable nanofiltration membrane material, belonging to the technical field of nanofiltration membranes. The invention collects antimicrobial peptides by extracting and purifying Zanthoxylum bungeanum protein, loads the antimicrobial peptides onto the surface of the film, and fixes the antimicrobial peptides on the surface of the nanofiltration membrane due to the excellent antimicrobial property of the structure of the antimicrobial peptides, the effective loading and coating of the bacteria on the surface of the nanofiltration membrane, and the photodegradation reaction of the antimicrobial peptides on the surface of the nanofiltration membrane under ultraviolet radiation produces free radi On the other hand, the load performance is improved, which can effectively improve the dissolution and dispersion of antimicrobial peptides on the surface of nanofiltration membrane due to long-term immersion and use, and further improve the antimicrobial stability of the material.

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌稳定型纳滤膜材料的制备方法
本专利技术涉及一种抗菌稳定型纳滤膜材料的制备方法，属于纳滤膜

技术介绍
纳滤膜分离过程是一种无相变、能耗低、选择分离性高的压力驱动过程，在废水处理、药物浓缩、生物制品纯化及饮用水软化等领域得到广泛应用。然而，进料液中的悬浮颗粒、胶体及微生物等易在膜上吸附粘结、沉降积累以及生长繁殖，造成严重的膜污染问题，导致膜分离性能及处理效率急剧下降，运行过程中的清洗及维护费用不断增加，从而严重地限制了纳滤膜的市场应用和长远发展前景。膜污染按污染物的种类可以划分为无机污染、有机污染及微生物污染三大类，其中无机及有机污染仅靠污染物在膜表面的沉淀结垢、静电吸附等物理作用形成，通过物理或化学清洗可以得到有效去除；微生物污染由于微生物与膜表面之间复杂的相互作用力及其特有的生物活性而成为膜污染监控领域的顽疾，通过传统的污染控制方法（如添加杀菌剂、膜清洗等）无法得到有效缓解。因此，备受关注的膜表面改性法成为控制膜生物污染最具发展前景的途径之一。目前，抗污染膜表面的构建已取得显著成果，亲水性单体的引入有效地降低了表面有机污染物的吸附量，但微生物在膜表面的黏附依旧不可避免，经过一段时间的生长繁殖仍会造成严重的后果。因此，通过构建具有抗污染和抑菌双重功能的膜表面，不仅可以从源头上降低微生物的黏附量，而且可以原位抑制少量黏附的微生物的活性，能够有效地避免因微生物增殖引起的不可逆污染。但是由于简单的负载改性使纳滤膜表面的抗菌成分无法长久保存和固定，所以将其有效负载并制备具有优异抗菌稳定性能的纳滤膜材料很有必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有抗菌抗污染纳滤膜材料抗菌成分无法长久保存和固定，导致抗污染稳定性能较差的问题，提供了一种抗菌稳定型纳滤膜材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）按质量比1:5，将花椒蛋白与去离子水搅拌混合并水浴加热，调节pH至3.5，得混合液并将胃蛋白酶添加至混合液中，水浴加热后继续加热煮沸并保温材料，离心分离，收集上层清液并调节pH至7.0，用超滤离心管分离纯化并收集纯化液；（2）再按重量份数计，分别称量45～50份纯化液、60～80份pH为7.0磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液、10～15份壳聚糖、3～5份盐酸多巴胺和1～2份几丁质酶置于搅拌机中，搅拌混合并超声分散得涂覆分散液；（3）取聚酰胺纳滤膜并分别用无水乙醇和去离子水各洗涤3～5次，真空冷冻干燥得干燥纳滤膜，按质量比1:5，将干燥纳滤膜添加至涂覆分散液中并置于反应釜中；（4）通氮气排除空气，在氮气气氛下静置处理，收集浸润纳滤膜并置于UV反应器中，采用紫外灯辐照处理，自然晾干并洗涤干燥，即可制备得一种抗菌稳定型纳滤膜材料。步骤（1）所述的胃蛋白酶用量为50U/g。步骤（1）所述的超滤离心管截留分子量为5～10ku。步骤（4）所述的所述的氮气通入速率为125～150mL/min。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术通过对花椒蛋白进行提取和纯化收集抗菌肽，将抗菌肽负载至薄膜表面后，由于抗菌肽结构具优异的耐菌性能，有效组织细菌在纳滤膜表面的负载和包覆，同时由于紫外辐照接枝，使纳滤膜表面的抗菌肽在紫外光照射下发生光降解反应产生自由基而固定在膜上，负载性能提高，有效改善纳滤膜表面因长时间浸泡和使用后导致抗菌肽溶解并分散的问题，进一步改善材料的抗菌稳定性能；（2）本专利技术通过几丁质酶和盐酸多巴胺进行辅助改性，由于几丁质酶有效组织细菌真菌在纳滤膜表面的负载性能，有效降低细菌负载，同时当其接枝在纳滤膜表面后，增强了膜的疏水性，在一定程度上提高了纳滤膜的抗有机物污染性能，同时有效降低纳滤膜表面zeta电位，提高了膜与有机物之间的斥力，改善了膜的抗污染性，从而有效阻止细菌和污染物对纳滤膜表面的负载性能。具体实施方式按质量比1:5，将花椒蛋白与去离子水搅拌混合并置于45～50℃下水浴加热45～60min，用质量分数5％乙酸溶液调节pH至3.5，得混合液并按酶用量50U/g，将胃蛋白酶添加至混合液中，再在30～35℃下水浴加热2～3h，继续加热煮沸并保温10～15min，在1500～2000r/min下离心分离10～15min，收集上层清液并用质量分数5％氨水调节pH至7.0，用截留分子量5～10ku超滤离心管分离纯化并收集纯化液；再按重量份数计，分别称量45～50份纯化液、60～80份pH为7.0磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液、10～15份壳聚糖、3～5份盐酸多巴胺和1～2份几丁质酶置于搅拌机中，搅拌混合并置于200～300W下超声分散10～15min，得涂覆分散液；取聚酰胺纳滤膜并分别用无水乙醇和去离子水各洗涤3～5次，真空冷冻干燥得干燥纳滤膜，按质量比1:5，将干燥纳滤膜添加至涂覆分散液中并置于反应釜中，通氮气排除空气，控制氮气通入速率为125～150mL/min，随后在氮气气氛下静置6～8h后，收集浸润纳滤膜并置于UV反应器中，采用紫外灯辐照10～15min后，自然晾干并用无水乙醇冲洗3～5次，真空冷冻干燥即可制备得一种抗菌稳定型纳滤膜材料。实例1按质量比1:5，将花椒蛋白与去离子水搅拌混合并置于45℃下水浴加热45min，用质量分数5％乙酸溶液调节pH至3.5，得混合液并按酶用量50U/g，将胃蛋白酶添加至混合液中，再在30℃下水浴加热2h，继续加热煮沸并保温105min，在1500r/min下离心分离10min，收集上层清液并用质量分数5％氨水调节pH至7.0，用截留分子量5ku超滤离心管分离纯化并收集纯化液；再按重量份数计，分别称量45份纯化液、60份pH为7.0磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液、10份壳聚糖、3份盐酸多巴胺和1份几丁质酶置于搅拌机中，搅拌混合并置于200W下超声分散10min，得涂覆分散液；取聚酰胺纳滤膜并分别用无水乙醇和去离子水各洗涤3次，真空冷冻干燥得干燥纳滤膜，按质量比1:5，将干燥纳滤膜添加至涂覆分散液中并置于反应釜中，通氮气排除空气，控制氮气通入速率为125mL/min，随后在氮气气氛下静置6h后，收集浸润纳滤膜并置于UV反应器中，采用紫外灯辐照10min后，自然晾干并用无水乙醇冲洗3次，真空冷冻干燥即可制备得一种抗菌稳定型纳滤膜材料。实例2按质量比1:5，将花椒蛋白与去离子水搅拌混合并置于47℃下水浴加热55min，用质量分数5％乙酸溶液调节pH至3.5，得混合液并按酶用量50U/g，将胃蛋白酶添加至混合液中，再在32℃下水浴加热2h，继续加热煮沸并保温12min，在1750r/min下离心分离12min，收集上层清液并用质量分数5％氨水调节pH至7.0，用截留分子量7ku超滤离心管分离纯化并收集纯化液；再按重量份数计，分别称量47份纯化液、70份pH为7.0磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液、12份壳聚糖、4份盐酸多巴胺和1份几丁质酶置于搅拌机中，搅拌混合并置于250W下超声分散12min，得涂覆分散液；取聚酰胺纳滤膜并分别用无水乙醇和去离子水各洗涤4次，真空冷冻干燥得干燥纳滤膜，按质量比1:5，将干燥纳滤膜添加至涂覆分散液中并置于反应釜中，通氮气排除空气，控制氮气通入速率为128mL/min，随后在氮气气氛下静置7h后，收集浸润纳滤膜并置于UV本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌稳定型纳滤膜材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按质量比1:5，将花椒蛋白与去离子水搅拌混合并水浴加热，调节pH至3.5，得混合液并将胃蛋白酶添加至混合液中，水浴加热后继续加热煮沸并保温材料，离心分离，收集上层清液并调节pH至7.0，用超滤离心管分离纯化并收集纯化液；（2）再按重量份数计，分别称量45～50份纯化液、60～80份pH为7.0磷酸氢二钠‑磷酸二氢钠缓冲液、10～15份壳聚糖、3～5份盐酸多巴胺和1～2份几丁质酶置于搅拌机中，搅拌混合并超声分散得涂覆分散液；（3）取聚酰胺纳滤膜并分别用无水乙醇和去离子水各洗涤3～5次，真空冷冻干燥得干燥纳滤膜，按质量比1:5，将干燥纳滤膜添加至涂覆分散液中并置于反应釜中；（4）通氮气排除空气，在氮气气氛下静置处理，收集浸润纳滤膜并置于UV反应器中，采用紫外灯辐照处理，自然晾干并洗涤干燥，即可制备得一种抗菌稳定型纳滤膜材料。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌稳定型纳滤膜材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按质量比1:5，将花椒蛋白与去离子水搅拌混合并水浴加热，调节pH至3.5，得混合液并将胃蛋白酶添加至混合液中，水浴加热后继续加热煮沸并保温材料，离心分离，收集上层清液并调节pH至7.0，用超滤离心管分离纯化并收集纯化液；（2）再按重量份数计，分别称量45～50份纯化液、60～80份pH为7.0磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液、10～15份壳聚糖、3～5份盐酸多巴胺和1～2份几丁质酶置于搅拌机中，搅拌混合并超声分散得涂覆分散液；（3）取聚酰胺纳滤膜并分别用无水乙醇和去离子水各洗涤3～5次，真空冷冻干燥得干燥纳滤膜，按...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华，杨亚生，张建初，
申请(专利权)人：俞小峰，
类型：发明
国别省市：江苏,32