一种抗生物污染的改性聚酰胺正渗透复合膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于属于膜制备技术领域，具体涉及一种抗生物污染的改性聚酰胺正渗透复合膜及其制备方法和应用。本发明专利技术采用内部为银单质核，外部为木质素壳的木质素银杂化纳米颗粒对聚酰胺膜进行改性，木质素上的电负性基团赋予木质素银杂化纳米颗粒表面丰富的带有负电荷的基团，如羧基、羟基等，将其负载在聚酰胺膜上后，纳米颗粒不易聚集，且膜表面呈负电，可与带负电的细菌表面互相排斥，达到抗吸附效果。银在水中能分解出的银离子，而且，木质素对银的氧化还原作用也会释放电子，生成羟基自由基等氧化基团，从而达到抗菌的效果，木质素银杂化纳米颗粒表面的羟基还能改善聚酰胺膜的亲水性，提高水通量。提高水通量。提高水通量。

【技术实现步骤摘要】
一种抗生物污染的改性聚酰胺正渗透复合膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于膜制备
，具体涉及一种抗生物污染的改性聚酰胺正渗透复合膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]正渗透技术作为一种新兴的膜过程，是一种具有更低能耗、低成本的脱盐技术，它利用膜两侧的渗透压差为驱动力，实现水从原料液到驱动液的自发扩散，这种不需要任何外加能量的自发过程，吸引了大量研究人员的注意，并使得正渗透技术在医疗、食品和农业灌溉等方面都有着广阔的应用前景。
[0003]聚酰胺复合膜是目前常用的正渗透膜，其是通过间苯二胺(MPD)和均苯三甲酰氯(TMC)的界面聚合反应在基体上形成致密的非均相活性层而制备得到。但是聚酰胺复合膜的膜表面粗糙和典型的脊
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谷形态在赋予膜的渗透性和选择性的同时，也使膜非常容易受到污染，尤其是生物污染，从而严重影响膜的通量和使用寿命。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种抗生物污染的改性聚酰胺正渗透复合膜及其制备方法和应用，该方法制备的改性聚酰胺正渗透复合膜具有优异的抗污染能力和良好的水通量。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种抗生物污染的改性聚酰胺正渗透复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将包括木质素银杂化纳米颗粒和间苯二胺水溶液的分散液覆于聚砜基膜单侧表面，进行改性，得到木质素银杂化纳米颗粒改性基膜，所述木质素银杂化纳米颗粒改性基膜包括改性表面和未改性表面；所述木质素银杂化纳米颗粒包括银单质核和与所述银单质核化学键合的木质素壳；
[0008]将均苯三甲酰氯溶液覆于所述木质素银杂化纳米颗粒改性基膜的改性表面，进行聚合反应，得到改性聚酰胺正渗透复合膜。
[0009]优选的，所述木质素银杂化纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：
[0010]将银盐水溶液和氨水混合，得到银氨络合物悬浮液；
[0011]将木质素碱性溶液和所述银氨络合物悬浮液混合，进行氧化还原反应，得到木质素银杂化纳米颗粒。
[0012]优选的，所述氧化还原反应的温度为室温，时间为1～5h。
[0013]优选的，所述分散液中木质素银杂化纳米颗粒和间苯二胺的质量比为2.25～18:1。
[0014]优选的，所述间苯二胺水溶液中间苯二胺的质量浓度为2～3％。
[0015]优选的，所述改性的时间为1～2min。
[0016]优选的，所述均苯三甲酰氯溶液的溶剂为正己烷；所述均苯三甲酰氯溶液中均苯三甲酰氯的质量浓度为0.15～0.2％；所述均苯三甲酰氯溶液中均苯三甲酰氯和间苯二胺溶液中间苯二胺的质量比为0.067～0.075:1。
[0017]优选的，所述聚合反应的温度为室温，时间为60～90s。
[0018]本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的抗生物污染的改性聚酰胺正渗透复合膜，包括聚砜基膜和负载于所述聚砜基膜一侧的改性聚酰胺膜，所述改性聚酰胺膜包括聚酰胺基膜和分散固定在所述聚酰胺基膜中的木质素银杂化纳米颗粒。
[0019]本专利技术还提供了上述技术方案所述抗生物污染的改性聚酰胺正渗透复合膜在脱盐中的应用。
[0020]本专利技术提供了一种抗生物污染的改性聚酰胺正渗透复合膜的制备方法，包括以下步骤：将包括木质素银杂化纳米颗粒和间苯二胺水溶液的分散液覆于聚砜基膜单侧表面，进行改性，得到木质素银杂化纳米颗粒改性基膜，所述木质素银杂化纳米颗粒改性基膜包括改性表面和未改性表面；所述木质素银杂化纳米颗粒包括银单质核和与所述银单质核化学键合的木质素壳；将均苯三甲酰氯溶液覆于所述木质素银杂化纳米颗粒改性基膜的改性表面，进行聚合反应，得到改性聚酰胺正渗透复合膜。本专利技术采用内部为银单质核，外部为木质素壳的木质素银杂化纳米颗粒对聚酰胺膜进行改性，木质素上的电负性基团赋予木质素银杂化纳米颗粒表面丰富的带有负电荷的基团，如羧基、羟基等，使其带负电，并具有良好的分散性好，因此，将木质素银杂化纳米颗粒负载在聚酰胺膜上后，纳米颗粒不易聚集，且膜表面呈负电，可与带负电的细菌表面互相排斥，达到抗吸附效果。银在水中能分解出微量的银离子，这种银离子能吸附水中的微生物，使微生物赖以呼吸的酶失去作用，木质素对银的氧化还原作用也会释放电子，生成羟基自由基等氧化基团，从而达到抗菌的效果。此外，木质素银杂化纳米颗粒表面的羟基能与均苯三甲酰氯的酰氯基团发生酯化反应生成酯基，从而使其固定在聚酰胺膜中，而且木质素银杂化纳米颗粒表面的羟基还能改善聚酰胺膜的亲水性，提高水通量。
附图说明
[0021]图1为本专利技术中聚砜基膜、实施例1和实施例4制备得到的改性聚酰胺正渗透复合膜的SEM图；
[0022]图2为本专利技术中实施例1～4制备的改性聚酰胺正渗透复合膜和对比例1制备的聚酰胺膜的AFM表征图；
[0023]图3为本专利技术中实施例1～4制备的改性聚酰胺正渗透复合膜和对比例1制备的聚酰胺膜的水接触角图；
[0024]图4为本专利技术中实施例1～4制备的改性聚酰胺正渗透复合膜和对比例1制备的聚酰胺膜的Zeta电位图；
[0025]图5为本专利技术中实施例1～4制备的改性聚酰胺正渗透复合膜和对比例1制备的聚酰胺膜的抗菌测试效果图；
[0026]图6为本专利技术中实施例1～4制备的改性聚酰胺正渗透复合膜和对比例1制备的聚酰胺膜的基本渗透性能图。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了一种抗生物污染的改性聚酰胺正渗透复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0028]将包括木质素银杂化纳米颗粒和间苯二胺水溶液的分散液覆于聚砜基膜单侧表面，进行改性，得到木质素银杂化纳米颗粒改性基膜，所述木质素银杂化纳米颗粒改性基膜包括改性表面和未改性表面；所述木质素银杂化纳米颗粒包括银单质核和与所述银单质核化学键合的木质素壳；
[0029]将均苯三甲酰氯溶液覆于所述木质素银杂化纳米颗粒改性基膜的改性表面，进行聚合反应，得到改性聚酰胺正渗透复合膜。
[0030]如无特殊说明，本专利技术对所用制备原料的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。
[0031]本专利技术将包括木质素银杂化纳米颗粒和间苯二胺水溶液的分散液覆于聚砜基膜单侧表面，进行改性，得到木质素银杂化纳米颗粒改性基膜。
[0032]在本专利技术中，所述木质素银杂化纳米颗粒，粒径分布在50～60nm，包括银单质核和与所述银单质核化学键合的木质素壳。
[0033]在本专利技术中，所述木质素银杂化纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：
[0034]将银盐水溶液和氨水混合，得到银氨络合物悬浮液；
[0035]将木质素碱性溶液和所述银氨络合物悬浮液混合，进行氧化还原反应，得到木质素银杂化纳米颗粒。
[0036]本专利技术将银盐水溶液和氨水混合，得到银氨络合物悬浮液。
[0037]在本专利技术中，所述银盐水溶液中银盐优选包括硝酸银；所述银盐水溶液的质量浓度优选为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗生物污染的改性聚酰胺正渗透复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将包括木质素银杂化纳米颗粒和间苯二胺水溶液的分散液覆于聚砜基膜单侧表面，进行改性，得到木质素银杂化纳米颗粒改性基膜，所述木质素银杂化纳米颗粒改性基膜包括改性表面和未改性表面；所述木质素银杂化纳米颗粒包括银单质核和与所述银单质核化学键合的木质素壳；将均苯三甲酰氯溶液覆于所述木质素银杂化纳米颗粒改性基膜的改性表面，进行聚合反应，得到改性聚酰胺正渗透复合膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述木质素银杂化纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：将银盐水溶液和氨水混合，得到银氨络合物悬浮液；将木质素碱性溶液和所述银氨络合物悬浮液混合，进行氧化还原反应，得到木质素银杂化纳米颗粒。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氧化还原反应的温度为室温，时间为1～5h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分散液中木质素银杂化纳米颗粒和间苯二胺的质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辰宇，戴林，冉芳丽，王景峰，邱志刚，谌志强，郝振鑫，张新媛，王尚，薛斌，张曦，赵辰，杨晓波，
申请(专利权)人：军事科学院军事医学研究院环境医学与作业医学研究所，
类型：发明
国别省市：