一种β-环糊精修饰透明质酸钠复合纳滤膜的制备方法技术

本发明专利技术属于纳滤膜制备方法领域，公开了一种采用β

【技术实现步骤摘要】
一种
β
‑
环糊精修饰透明质酸钠复合纳滤膜的制备方法


[0001]本专利技术属于纳滤膜制备方法领域，具体涉及一种采用大环化合物制备纳滤膜的方法。

技术介绍

[0002]纳滤膜是一种新型的分离膜，其截留分子量介于超滤膜和反渗透膜之间，大约为100
‑
2000Da。由于其孔径范围在1
‑
10nm之间，同时操作压力低，因此也被称为低压反渗透膜。纳滤膜对二价盐离子、重金属离子及有机物分子具有良好的截留效果，因此在污水处理和食品医药等领域具有广泛的应用，如饮用水的软化、油水分离、染料的脱盐提纯以及药物的提纯浓缩等等。尽管纳滤膜具有良好的一/二价盐分离性能和较低的操作压力，然而目前商业生产的纳滤膜由于普遍存在抗污染性能差、亲水性差的缺点，会造成膜孔堵塞等问题，因此如何改善纳滤膜的抗污染性能和亲水性能，进而提升渗透性能是解决问题的关键。
[0003]近年来，将亲水性材料复合到纳滤膜后表现出良好的抗污染性能和亲水性能，近年来受到膜领域研究工作者的极大关注。透明质酸钠(Sodium Hyaluronate，HA)是一种葡聚糖醛酸，富含羧基、羟基和羰基等多种亲水性官能团，具有极强的电负性，并且是构成人体某些结缔组织的主要成分，如细胞间质、眼玻璃体和关节滑液等，是一种天然的绿色生物质材料。依据这一特性，其广泛应用于生物医疗、化妆品等领域。然而对于其在膜领域的应用却鲜有报道。
[0004]环糊精(cyclodextrin，CD)是一种环状低聚糖，有5
‑<br/>8个葡萄糖基本单元构成，基于葡萄糖单元的个数不同，常见的环糊精类型大致分为α型、β型、γ型。由于其特殊的环状空腔体结构以及空腔外部丰富的羟基基团，使得环糊精空腔呈现一个外部亲水、内部疏水的两亲性质，导致环糊精能与许多客体分子通过主客体相互作用形成包合物，如疏水作用力、范德华力以及氢键等相互作用力。许多研究表明，环糊精对于有机废水中的有机物分子和一些重金属离子具有极高的分子识别和吸附作用，是一种极具潜在应用价值的分离材料。
[0005]将环糊精修饰到透明质酸钠主链上，简称为HA
‑
CD。由于HA
‑
CD含有大量的羟基和羧基，引入到纳滤膜表面能有效改善膜的亲水性能和负电荷密度，从而比纯聚酰胺纳滤膜有更高的抗污染性能。其次，因为环糊精的特殊三维空腔体结构，对特定形状的有机物分子及部分盐离子具有尺寸筛分作用，进而能够提升聚酰胺纳滤膜的分离性能。此外，环糊精的空腔也能作为一种有效的水分子传输通道，可以提高纳滤膜的渗透性能。基于以上分析，本专利技术涉及一种β
‑
环糊精修饰透明质酸钠复合纳滤膜的制备方法，可以明显提高膜的亲水性能和盐截留性能，同时改善膜的抗污染性能。本专利技术操作简单，采用传统的界面聚合过程进行制备，制备得到的功能层牢固有效，能有效改善传统聚酰胺纳滤膜的抗污染性能和渗透性能，对于新型聚酰胺复合纳滤膜在污水处理领域的应用具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术是针对以上技术分析以及存在的问题，提供一种β
‑
环糊精修饰透明质酸钠复合纳滤膜的制备方法。首先称取HA粉末溶于磷酸缓冲液(PBS)中，再加入1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺/N
‑
羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)粉末，加入过程中，需不停搅拌，保持半个小时以后，称取单6氨基脱氧β
‑
CD溶于PBS中，完全溶解后，将其缓慢加入HA溶液中，常温下不断搅拌反应24h后，使用分子量为2000Da的透析袋透析5天，然后取透析袋内液体进行冷冻干燥，即得HA
‑
CD粉末。称取制备好的HA
‑
CD粉末与哌嗪(PIP)混合溶于水中得到水相溶液，再将均苯三甲酰氯(TMC)溶于正己烷溶液中得到油相溶液，将水相溶液倾倒在基膜表面，一段时间后倒掉多余水相溶液并沥干，最后将油相溶液倾倒在水相溶液浸渍过的基膜表面进行界面聚合反应，然后去除多余油相溶液并置入烘箱干燥得复合纳滤膜。
[0007]为实现上述技术方案：一种β
‑
环糊精修饰透明质酸钠复合纳滤膜的制备方法，包括：
[0008]步骤一、称取HA粉末溶于PBS中于圆底烧瓶中，之后再加入EDC/NHS粉末，加入过程中，不停搅拌，保持半个小时。
[0009]步骤二、称取单6氨基脱氧β
‑
CD溶于PBS溶液中，并使其完全溶解。
[0010]步骤三、将上述溶液缓慢加入HA溶液中，常温下不断搅拌反应24h。
[0011]步骤四、将上述反应溶液使用分子量为2000Da的透析袋透析5天，然后取透析袋内液体进行冷冻干燥，即得HA
‑
CD粉末。
[0012]步骤五、配置HA
‑
CD/PIP的混合水相溶液于锥形瓶中，其中HA
‑
CD的含量为0％
‑
1.0％，PIP的含量为0.1％
‑
1.0％。
[0013]步骤六、水相溶液浸渍基膜的时间为1
‑
10分钟，沥干时间为2分钟。
[0014]步骤七、配置TMC油相溶液，其中TMC的质量分数为0.1％
‑
0.5％。本专利技术的实施案例中，油相溶液中TMC的质量分数均为0.1％。
[0015]步骤八、油相溶液浸渍水相溶液浸渍过的基膜的时间为1
‑
5分钟。
[0016]步骤九、将上述制得的复合纳滤膜置入恒温干燥箱中进行热处理，以便充分交联，热处理温度设置为65℃，热处理时间15分钟。
[0017]所采用的透明质酸钠相对分子质量为50000Da，基膜材质优选为聚醚砜(PES)。
附图说明：
[0018]图1是本专利技术复合纳滤膜的实施例的HA
‑
CD核磁共振谱图。
[0019]图2是本专利技术复合纳滤膜的部分实施例的水接触角变化图。
[0020]图3是本专利技术复合纳滤膜的部分实施例的Zeta电位变化图。
[0021]图4是本专利技术复合纳滤膜的部分实施例盐截留性能和渗透性能变化图。
具体实施方式：
[0022]下面结合具体实施例进一步详细介绍本专利技术，应理解具体实例只用于解释和介绍本专利技术，并不能限制本专利技术的应用范围，对本专利技术所做的任何修改和变动，在不脱离本专利技术的目的和范围内的均落入本专利技术的保护范围。
[0023]实施例1：
[0024]本实施例的一种β
‑
环糊精修饰透明质酸钠复合纳滤膜的制备采用以下步骤进行：
[0025]步骤一、配置水相溶液：按照HA
‑
CD质量浓度为0.2％溶于去离子水中，然后将质量浓度为0.1％的PIP加入到溶液中，待完全溶解后备用。
[0026]步骤二、水相溶液浸渍PES基膜，浸渍时间为1分钟，而后沥干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种β
‑
环糊精修饰透明质酸钠复合纳滤膜的制备方法，其特征主要包括以下步骤：步骤一、称取0.2μmol的透明质酸钠粉末溶于磷酸缓冲液中，之后再加入摩尔比为1∶1的1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺/N
‑
羟基琥珀酰亚胺粉末，加入过程中，不停搅拌，保持半个小时以后，称取0.5mmol的单6氨基脱氧β
‑
环糊精溶于磷酸缓冲液中，待其完全溶解后，将其缓慢加入透明质酸钠溶液中，常温下不断搅拌反应24h后，使用分子量为2000Da的透析袋透析5天，然后取透析袋内液体进行冷冻干燥，即得透明质酸钠/β
‑
环糊精化合物粉末。步骤二、称取透明质酸钠/β
‑
环糊精粉末与哌嗪粉末溶于水中，并置于锥形瓶中待用，其中透明质酸钠/β
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环糊精的质量浓度为0％～1.0％，哌嗪的质量浓度为0.1％～1.0％。称取质量浓度为0.1％
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0.5％的均苯三甲酰氯粉末溶于正己烷溶液中，并置于锥形瓶中待用...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志伟，朱博，李楠，石睫，钱晓明，王立晶，单明景，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：