一种多孔二氧化钛纳米抗菌粒子复合聚四氟乙烯管式膜制造技术

本实用新型专利技术公开了多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子复合聚四氟乙烯管式膜，包括管状壁体，该管状壁体中分散嵌入有多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子。管状壁体表面层嵌入的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子的密度大于管状壁体内部含有的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子的密度。本实用新型专利技术提供的多孔铜包TiO

【技术实现步骤摘要】
一种多孔二氧化钛纳米抗菌粒子复合聚四氟乙烯管式膜
本技术涉及膜分离
，具体涉及一种多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子复合聚四氟乙烯（PTFE）管式膜。
技术介绍
随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，对于环境尤其是水环境安全的要求越来越高。为了获得更稳定和更高水质的出水水质，污水处理和饮用水处理工艺中越来越多的采用了膜法水处理技术。废水尤其是工业废水的复杂性又不断的对膜提出了越来越高的要求，例如垃圾渗滤液的高盐强酸性，而且非常容易污染膜，严重的限制了膜在垃圾渗滤液的使用寿命。因此管式膜被用于难处理污水的处理，利用管内流体高速流动来减轻膜表面的污染，从而降低膜的清洗频率，延长膜的使用寿命。但是在一些酸性或者碱性较强的废液的处理，一般的膜材料都承受不了，因此，聚四氟乙烯膜由于其优异的抗酸抗碱性能也被应用于这些特殊性质的污水处理。综上所述，聚四氟乙烯管式膜在难处理污水以及一些特殊污水的处理方面具有非常广阔的潜在应用前景，目前，市场上还没有聚四氟乙烯管式膜产品。聚四氟乙烯膜的亲水性差，本身也容易吸附污染物。这些缺点都限制了聚四氟乙烯膜的广泛应用。因此增加膜的抗污染性能，对于扩大膜的应用有着至关重要的意义。增加膜表面的亲水性有利于减缓膜表面的抗污染性能，膜表面的化学改性，包括辐射接枝亲水性集团，在膜材料中引入纳米陶瓷粒子，在膜表面涂覆亲水性涂层等都可以增加膜表面的亲水性。管式膜是通过压力过滤的模式，污染物容易在膜表面沉积，而其中细菌等微生物引起的膜污染成为水处理过程中膜污染的一个重要组成部分。因此，在膜表面加载抗菌性物质，构建具有抗菌性能的膜表面，提高膜表面的抗菌性能，从而有效减少生物污染也是提高膜抗污染性能的一个重要手段。抗菌材料主要包括无机、有机和天然高分子抗菌剂。其中无机抗菌剂的纳米银系抗菌剂的研究和应用最为广泛，市场占有率高，但欧美国家已经发现纳米银对人体健康存在安全风险，因此开始限制纳米银材料的相关应用。铜是人体需要的微量元素，而且在2008年3月，美国环境保护署(EPA)确认了铜能够杀灭有害的和可能致命的病菌，铜是唯一获得美国环境保护署(EPA)认证的金属抑菌材料，因此采用具有生物安全性的纳米铜系抗菌剂成为一个更加安全的选择。这一点对于应用于饮用水处理的聚四氟乙烯管式膜尤其重要。铜包二氧化钛新型纳米抗菌粒子（如图1、3所示），由于具备长效金属离子释放效应，可以在无光条件下具备良好的抗菌防霉功能，是一种新型的具有生物安全性的纳米抗菌粒子。因此，制备出具有优异化学稳定性，而且兼具良好亲水性和抗污染性能的聚四氟乙烯管式膜是业界急需解决的问题。
技术实现思路
本技术为了解决现有管式膜无法兼顾膜表面抗菌性能好又具有膜通量大的技术问题，提出一种水通量大、抗细菌污染、易清洗的多孔聚四氟乙烯纳米抗菌粒子复合聚四氟乙烯管式膜。本技术提出一种多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子复合聚四氟乙烯管式膜，其包括孔结构为对称孔的聚四氟乙烯管式膜管状壁体，该管状壁体中分散嵌入有多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子。优选的，所述管状壁体表面层中嵌入的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子的密度大于管式膜内部嵌入的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子的密度。优选的，所述的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒中具有众多微细通孔，该颗粒的外表具有金属铜颗粒。优选的，所述管状壁体的材料分布于所述多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒中微细通孔中。本技术使用的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子具有亲水性好，内部贯通孔多，孔径小（<2nm）等特点，与聚四氟乙烯管式膜复合后，（1）由于纳米抗菌粒子具有优异的亲水性，可以增加膜表面亲水性，有利于提高膜的水通量和减少污染。（2）纳米抗菌粒子内部具有大量贯通孔，膜液可以渗入孔内形成楔子，牢牢固定住纳米抗菌粒子，大大增加了纳米抗菌粒子与膜材料的结合力，保证纳米抗菌粒子的抗菌效果不会随时间而衰减（参见图4）。（3）纳米抗菌粒子内部丰富的贯通孔，不会堵塞膜孔（因为水可以从这些孔中通过）。从而显著提高膜通量。（4）铜包TiO2纳米粒子具有优异的抗菌性能，复合进入膜材料后，会在膜表面富集，可以大幅度提高聚四氟乙烯管式膜表面的抗菌抗污染性能，对于人体和环境没有生物危害性，大规模使用不存在生态风险。而且铜的化合物比银的化合物便宜，可以降低纳米抗菌粒子的制造成本，从而降低抗菌膜的制造成本。（5）由于本技术提供的复合聚四氟乙烯管式膜水通量、抗菌抗污染性能的提高，可以大幅度降低膜化学清洗频率，延长膜的使用寿命，从而降低膜运行和维护费用，降低水处理工程运行和维护成本。附图说明图1为现有普通纳米陶瓷粒子示意图；图2为本技术多孔铜包TiO2纳米抗菌粒子示意图；图3为普通纳米陶瓷粒子与膜材料结合的示意图；图4为本技术多孔铜包TiO2纳米抗菌粒子与聚四氟乙烯管式膜结合的示意图；图5为本技术多孔铜包TiO2纳米抗菌粒子复合聚四氟乙烯管式膜的剖面示意图。具体实施方式如图2、图4、图5所示，采用本技术提供的制备方法制备的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子复合聚四氟乙烯管式膜，该聚四氟乙烯管式膜具有沿横截面方向为对称结构，其包括对称结构的聚四氟乙烯管式膜管状壁体2，分散嵌入于该管状壁体2中的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子1，该粒子1外表包裹有铜颗粒，其中具有众多的通孔5，可供液体渗透。接近管状壁体2表面部分嵌入的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子1的密度大于管状壁体2内部嵌入的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子1的密度。该膜厚度为1-5mm之间。多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子1均匀的分散嵌入于聚四氟乙烯管式膜2中，并且在膜表面富集。聚四氟乙烯管式膜的微量成份还可分布于纳米抗菌粒子1的通孔边缘，以加强固定住、纳米抗菌粒子。多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒复合聚四氟乙烯管式膜可以这样获得：将多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒1逐步嵌入于四氟乙烯管式膜管状壁体2中，多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒分散嵌入于管状壁体2中，并且在四氟乙烯管式膜表面富集，四氟乙烯管式膜的微量成份可分布于纳米抗菌颗粒1的通孔5边缘或者嵌入通孔5内，以加强固定纳米抗菌颗粒。根据加入到复合聚四氟乙烯管式膜中的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒的含量不同，有以下实施例：实施例0~实施例6：实施例0~6提供的复合聚四氟乙烯管式膜的基本结构均相同，只是复合嵌入到聚四氟乙烯管式膜中的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒的含量不同，该颗粒与聚四氟乙烯管式膜的比值分别为：0%（不加）、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%，制得七种复合聚四氟乙烯管式膜。对比例：与上述实施例步骤相同，不同之处在于采用8%（与聚四氟乙烯比值）普通无孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子嵌入到复合聚四氟乙烯管式膜中。采用《分离膜孔径测试方法泡点和平均流量法》GB/T112-2008和《中空纤维膜微孔滤膜测试方法》HY/T051-1999的测试方法检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子复合聚四氟乙烯管式膜，包括管状壁体，其特征在于，所述管状壁体中分散嵌入有多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子。/n

【技术特征摘要】
1.一种多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子复合聚四氟乙烯管式膜，包括管状壁体，其特征在于，所述管状壁体中分散嵌入有多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子。


2.如权利要求1所述的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子复合聚四氟乙烯管式膜，其特征在于，所述管状壁体表面层嵌入的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子的密度大于管状壁体内部含有的多孔铜包二氧化钛纳米抗菌粒子的密度。

【专利技术属性】
技术研发人员：段伟，杨瀚，
申请(专利权)人：深圳市君脉膜科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44