一种层层自组装主客体识别的PVDF抗菌纳滤膜及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种层层自组装主客体识别的PVDF抗菌纳滤膜及制备方法，包括如下步骤：将含羧基的聚合物、聚偏氟乙烯聚合物以及制孔剂溶于极性溶剂中，加热并搅拌，得到铸膜液；将铸膜液刮在无纺布上，浸入凝固浴中得到基膜；将基膜浸入羧基活化液中；加入聚阳离子溶液中继续浸泡，取出；浸入聚阴离子溶液中，取出；将邻氨基苯甲酸甲酯溶解于乙醇水溶液中，喷涂至膜上，得到PVDF抗菌纳滤膜。本发明专利技术的有益效果在于：基膜表面的羧基与聚阳离子形成共价键，同时电解质之间的静电相互作用和主客体识别作用，提高了涂覆层间的稳定性，制得的纳滤膜皮层薄，通量高且亲水性好；在分离层间引入邻氨基苯甲酸甲酯，使制得的纳滤膜具有抗菌的功能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种层层自组装主客体识别的PVDF抗菌纳滤膜及制备方法


[0001]本专利技术涉及纳滤膜制备
，具体涉及一种层层自组装主客体识别的PVDF抗菌纳滤膜及制备方法。

技术介绍

[0002]纳滤膜是介于反渗透与超滤之间的一种膜，具有分离多价离子与一价离子的性能，广泛应用在地表水，自来水净化等水处理领域，但膜生物污染导致其使用寿命短，成本增加，成为亟需解决的问题之一。
[0003]纳滤膜在使用过程中，水中微生物和细菌会在膜上沉积，并快速形成生物膜阻塞膜孔，造成膜通量下降。目前常用的抗菌方法是将抗菌剂如纳米银粒子，抗菌肽，抗生素，季铵盐等，通过一定的方式固定在膜上，杀死膜上的细菌，减少膜污染。但细菌长期暴露在具有抗生素的膜附近，会产生耐药性；而无机离子在膜表面的逐渐溶出，会增加新的污染物，威胁人类健康。层层自组装技术是通过将基底置于带相反电荷的聚电解质中，以分子间的静电力，氢键，配位键及共价键为驱动力，对基底进行表面修饰的一种方法，具有操作简单，分离层厚度易于控制等优点，常用在纳滤膜的制备中。但由于传统的层层自组装得到的纳滤膜分离层容易溶胀、脱落，分离精度不高，因此，解决上述问题，开发出具有高通量，抗污染性能强，分离层稳定的抗菌纳滤膜，尤其重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开了一种层层自组装主客体识别的PVDF抗菌纳滤膜，其可以有效解决
技术介绍
中涉及的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种层层自组装主客体识别的PVDF抗菌纳滤膜及制备方法，该制备方法包括如下步骤：
[0007]步骤一、按质量分数，将0.5
‑
3份含羧基的聚合物、14
‑
17份聚偏氟乙烯聚合物以及 2
‑
6份制孔剂溶于极性溶剂中，加热至温度60
‑
80℃并搅拌5
‑
8h，得到透明铸膜液，将得到的铸膜液刮在无纺布上，浸入温度20
‑
60℃的凝固浴中得到基膜；
[0008]步骤二、在室温下，将基膜浸泡羧基活化液中0.5h
‑
3h；
[0009]步骤三、浸泡后，再将基膜浸入含主体的聚阳离子溶液中一段时间后，取出，用去离子水清洗；
[0010]步骤四、清洗后，再将基膜浸入含客体的聚阴离子溶液中一段时间后，取出，用去离子水清洗；
[0011]步骤五、将邻氨基苯甲酸甲酯溶解于50％乙醇水溶液中，然后喷涂至基膜上；
[0012]步骤六、重复步骤三至步骤五，得到PVDF抗菌纳滤膜。
[0013]作为本专利技术的一种优选改进，在步骤一中，在无纺布上的刮膜厚度为0.3
‑
0.4μm，基膜取出后置于去离子水中浸泡24h。
[0014]作为本专利技术的一种优选改进，在步骤一中，含羧基的聚合物选自苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸中的任意一种，其中苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物分子量为 1000
‑
10000Da。
[0015]作为本专利技术的一种优选改进，在步骤一中，制孔剂选自聚乙烯吡咯烷酮(PVP K30)、聚乙二醇(PEG 200
‑
2000)中的任意一种。
[0016]作为本专利技术的一种优选改进，在步骤一中，极性溶剂选自N,N
‑
二甲基乙酰胺(DMAC)、 N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)、N
‑
甲基吡咯烷酮(NMP)中的任意一种。
[0017]作为本专利技术的一种优选改进，在步骤二中，羧基活化液的制备方法包括：将N
‑
羟基琥珀酰亚胺(NHS)或者N
‑
羟基硫代琥珀酰亚胺(Sulfo
‑
NHS)与1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺(EDC)按摩尔比为1:5，加入至0.01mol/L的PBS缓冲液(pH＝5.5)，得到羧基活化液。
[0018]作为本专利技术的一种优选改进，在步骤三中，主体为羧甲基β
‑
环糊精(β
‑
CD)、聚阳离子为聚乙烯胺(PVAM)、聚乙烯亚胺(PEI分子量3900
‑
70000Da)、丝素蛋白(SFM)、ε
‑
聚赖氨酸(ε
‑
PL)中的任意一种；
[0019]聚阳离子溶液的制备方法包括：将1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDC) 和N
‑
羟基琥珀酰亚胺(NHS)按摩尔比5：1，加入到PBS缓冲液(pH＝5.5)中，加入羧甲基β
‑
环糊精粉末，室温搅拌0.5
‑
3h，用0.1mol/L氢氧化钠调节溶液pH为7.5，再加入聚阳离子，室温搅拌12h后静置过夜，透析袋过滤既得。
[0020]作为本专利技术的一种优选改进，在步骤四中，客体为氨基金刚烷，聚阴离子为聚丙烯酸或者透明质酸；
[0021]聚阴离子溶液的制备方法包括：将EDC和NHS按摩尔比5：1，加入至PBS缓冲溶液 (pH＝5.5)中，加入聚阴离子，室温搅拌0.5
‑
3h后，用0.1mol/L氢氧化钠溶液调节溶液 pH为7.5，再加入氨基金刚烷，搅拌至完全溶解，室温静置24h后，过滤即得。
[0022]作为本专利技术的一种优选改进，在步骤五中，基膜固定于支架上，用喷瓶以1m/min的速度喷以0.1
‑
5mg/L的邻氨基苯甲酸甲酯的乙醇水溶液。
[0023]作为本专利技术的一种优选改进，在步骤六中，重复步骤三至五1
‑
3个循环，喷涂完成后，用去离子水冲洗膜表面。
[0024]本专利技术还提供了一种层层自组装主客体识别的PVDF抗菌纳滤膜，采用所述的一种层层自组装主客体识别的PVDF抗菌纳滤膜的制备方法制备而成。
[0025]本专利技术的有益效果如下：
[0026]1、本专利技术基于层层自组装技术，通过将带有羧基的共聚物预先共混至基膜中，使基膜表面带有羧基，不仅可以提高膜表面的亲水性，也为后续的基膜表面功能化提供有效可反应的基团，该方法制备的基膜通量高，达600LMH以上，BSA截留90％以上；
[0027]2、经逐层自组装技术，在基膜上涂覆带主体的聚阳离子电解质，由于聚阳离子带有氨基，能与羧基反应，从而通过共价键固定在膜表面，提高了涂层的稳定性；再将膜浸入带客体的聚阴离子溶液中进行涂覆，带正电的聚阳离子和带负电的聚阴离子可以形成静电作用力，同时主体和客体之间的识别作用及链段分子间的氢键，范德华力等作用力，防止分离层溶胀脱落，大大提高了纳滤膜的分离精度和使用寿命；
[0028]3、在涂层之间通过化学作用键引入细菌群体感应抑制剂即邻氨基苯甲酸甲酯
(MA)， MA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种层层自组装主客体识别的PVDF抗菌纳滤膜及制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：步骤一、按质量分数，将0.5
‑
3份含羧基的聚合物、14
‑
17份聚偏氟乙烯聚合物以及2
‑
6份制孔剂溶于极性溶剂中，加热至温度60
‑
80℃并搅拌5
‑
8h，得到透明铸膜液，将得到的铸膜液刮在无纺布上，浸入温度20
‑
60℃的凝固浴中得到基膜；步骤二、在室温下，将基膜浸泡羧基活化液中0.5h
‑
3h；步骤三、浸泡后，再将基膜浸入含主体的聚阳离子溶液中一段时间后，取出，用去离子水清洗；步骤四、清洗后，再将基膜浸入含客体的聚阴离子溶液中一段时间后，取出，用去离子水清洗；步骤五、将邻氨基苯甲酸甲酯溶解于50％乙醇水溶液中，然后喷涂至基膜上；步骤六、重复步骤三至步骤五，得到PVDF抗菌纳滤膜。2.根据权利要求1所述的一种层层自组装主客体识别的PVDF抗菌纳滤膜，其特征在于：在步骤一中，在无纺布上的刮膜厚度为0.3
‑
0.4μm，基膜取出后置于去离子水中浸泡24h。3.根据权利要求1所述的一种层层自组装主客体识别的PVDF抗菌纳滤膜，其特征在于：在步骤一中，含羧基的聚合物选自苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸中的任意一种，其中苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物分子量为1000
‑
10000Da。4.根据权利要求1所述的一种层层自组装主客体识别的PVDF抗菌纳滤膜，其特征在于：在步骤一中，制孔剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇中的任意一种。5.根据权利要求1所述的一种层层自组装主客体识别的PVDF抗菌纳滤膜，其特征在于：在步骤一中，极性溶剂选自N,N
‑
二甲基乙酰胺、N,N
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：杨园园，秦青青，雷婷，秦舒浩，
申请(专利权)人：贵州省材料产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：