一种用于蛋白截留的小孔径抗污染超滤膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于蛋白截留的小孔径抗污染超滤膜的制备方法，本发明专利技术通过将疏水性聚合物基材溶于溶剂，加入致孔剂与贻贝仿生修饰壳聚糖功能化材料加热搅拌至形成透明的铸膜液；在水溶液中，配置不同浓度不同金属离子价态的相转换液；以无纺布为增强材料，采用相转化工艺制备小孔径抗污染超滤膜。本发明专利技术的优点是以无纺布为增强材料，结合相分离

【技术实现步骤摘要】
一种用于蛋白截留的小孔径抗污染超滤膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种聚醚砜超滤膜的制备方法，具体涉及一种用于蛋白截留的小孔径抗污染超滤膜的制备方法，属于膜制备


技术介绍

[0002]膜分离技术是在20世纪初出现，20世纪60年代膜分离技术在中药分离纯化、浓缩中迅速崛起，成为一门新的分离技术。膜分离技术目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、水处理、电子等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。超滤具有分离效率高、无相变、体积小、结构简单、易操作等优点。尽管目前市场上已有不同品种的超滤膜，但具有截流分子量小于20000Da的超滤膜产品较少，随着医药行业以及环境保护的不断发展，市场上对小孔径低截流分子量超滤膜的需求越来越多，水通量低、亲水性差、易污染等缺点是现有超滤膜的通病，满足不了行业需求。因此研究制备小孔径超滤膜是很有必要的。
[0003]聚醚砜(PES)是一类重要的高分子材料，因其优异的抗氧化性、热稳定性和水解稳定性，在分离领域有着广泛的应用。同时，PES也具有透水性好、成膜性能优异和抗污染性能优异等优点。但由于PES膜的疏水性，容易受到蛋白质等分子的污染，导致能耗增加，膜寿命缩短，因此如何提高PES膜的防污染性能，提高其亲水性成为膜技术研究的热点。
[0004]目前，国内外研究的超滤膜截留分子量主要集中在几万到几十万之间，而对于小截留分子量超滤膜研究较少。小截留分子量超滤膜对小分子物质具有很好的截留作用，能够广泛应用于医药行业和环境保护行业当中。因此，有必要提出一种操作简单、成本较低的小孔径抗污染超滤膜的制备方法，制备出对蛋白具有良好截留性能的小孔径抗污染超滤膜。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的问题是：提供一种用于蛋白截留的小孔径抗污染超滤膜的制备方法。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术的技术方案为：一种用于蛋白截留的小孔径抗污染超滤膜的制备方法，其具体步骤如下：
[0007](1)贻贝仿生修饰壳聚糖功能化材料的制备：功能化材料的料液由下列组分按质量百分比配制而成，贻贝仿生材料47
‑
49％，壳聚糖材料1
‑
3％，余下为盐酸的甲醇溶液；其中盐酸的甲醇溶液由甲醇与pH＝3.5
‑
4.5的盐酸水溶液按体积比1:1
‑
1.2配制而成；料液反应1
‑
24h后经透析、冷冻干燥得到贻贝仿生修饰壳聚糖功能化材料；
[0008](2)铸膜液的配制：铸膜液由下列组分按质量百分比配制而成，基材15
‑
20％，致孔剂30
‑
45％，贻贝仿生修饰壳聚糖功能化材料1
‑
10％，余量为溶剂；基材为疏水性聚合物，将基材溶于溶剂再加入致孔剂加热搅拌，溶解后加入步骤(1)中制备的贻贝仿生修饰壳聚糖功能化材料至形成透明的铸膜液，并静置脱泡，待用；
[0009](3)金属离子相转换液的配制：在水溶液中加入金属离子制得金属离子相转换液，调节金属离子在相转换液中的浓度为200
‑
500mmol/L，待用；
[0010](4)小孔径抗污染超滤膜的制备：利用刮刀将步骤(2)中配制的铸膜液于无纺布表面铺展形成薄层，刮膜速度为30
‑
50mm/s；在相对湿度为50
‑
80％的空气氛围下停留5
‑
105s后，再浸入金属离子相转换液中固化10
‑
50min；固化后取出并用纯水冲洗干净即得到小孔径抗污染超滤膜。
[0011]优选所述的贻贝仿生材料为多巴胺、单宁酸、茶多酚、邻苯二酚或邻苯三酚中的一种或多种。
[0012]优选所述的壳聚糖材料为壳聚糖盐酸盐、壳聚糖季铵盐或羧甲基壳聚糖的一种。
[0013]优选所述的基材为聚砜、聚醚砜、聚苯砜、磺化聚醚砜或聚丙烯腈的一种。
[0014]优选所述的致孔剂为聚乙二醇(MW＝400
‑
8000)、聚乙烯吡咯烷酮或聚醋酸乙烯酯的一种。
[0015]优选所述的溶剂为N,N
‑
二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或N
‑
甲基吡咯烷酮的一种。
[0016]优选加入的金属离子为硝酸银、氯化铜、氯化锌、氯化铁、或氯化锰的一种或多种。
[0017]优选所述的无纺布为聚丙烯无纺布、聚酯无纺布、聚酰胺无纺布或粘胶纤维无纺布的一种。
[0018]优选铸膜液于无纺布表面铺展形成的薄层厚度为50
‑
150μm。
[0019]优选所制备的用于蛋白截留的小孔径抗污染超滤膜的平均孔径为6000
‑
12000Da,蛋白截留率>99％。
[0020]有益效果：
[0021]不同于相转换法所制备的超滤膜，本专利技术所制备的用于蛋白截留的小孔径抗污染超滤膜具有薄海绵状孔层，且指状孔结构有效提升了超滤膜的渗透通量和截留率；膜表面利用贻贝仿生材料中的酚羟基与金属离子配位机理直接通过相转换法形成金属离子所修饰的结构层，有效赋予小孔径抗污染超滤膜的特异性能。
[0022]本专利技术所制备的用于蛋白截留的小孔径抗污染超滤膜同时兼具表面完全较小的孔径，在生物医学以及清洁能源等领域具有广阔的应用前景。
附图说明
[0023]图1为实施例1中铸膜液的图片；
[0024]图2为实施例3制得小孔径抗污染超滤膜的断面SEM图像；
[0025]图3为实施例6制得小孔径抗污染超滤膜的表面SEM图像；
[0026]图4为实施例8制得小孔径抗污染超滤膜的表面SEM图像。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。
[0028]实施例1
[0029]步骤1)：贻贝仿生修饰壳聚糖功能化材料的制备：功能化材料的料液由下列组分按质量百分比配制而成，多巴胺与单宁酸47％，其中多巴胺37％，单宁酸10％；壳聚糖盐酸
盐1％，余下为盐酸的甲醇溶液；盐酸的甲醇溶液由甲醇与pH＝3.5的盐酸水溶液按体积比1:1配制而成；料液反应1h后经透析、冷冻干燥得到功能化材料；
[0030]步骤2)：铸膜液的配制：铸膜液由下列组分按质量百分比配制而成，聚砜15％，聚乙二醇(MW＝400)45％，贻贝仿生修饰壳聚糖功能化材料1％，余量为N,N
‑
二甲基乙酰胺。将聚砜溶于N,N
‑
二甲基乙酰胺再加入聚乙二醇(MW＝400)加热搅拌，溶解后加入(1)中制备的贻贝仿生修饰壳聚糖功能化材料至形成透明的铸膜液，并静置脱泡，待用；制备的铸膜液如图1所示；
[0031]步骤3)：金属离子相转换液的配制：在水溶液中加入硝酸银，调节金属离子在相转换液中的浓度为200mmol/L；
[0032]步骤4)：小孔径抗污染超滤膜的制备：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于蛋白截留的小孔径抗污染超滤膜的制备方法，其具体步骤如下：(1)贻贝仿生修饰壳聚糖功能化材料的制备：功能化材料的料液由下列组分按质量百分比配制而成，贻贝仿生材料47
‑
49％，壳聚糖材料1
‑
3％，余下为盐酸的甲醇溶液；其中盐酸的甲醇溶液由甲醇与pH＝3.5
‑
4.5的盐酸水溶液按体积比1:1
‑
1.2配制而成；料液反应1
‑
24h后经透析、冷冻干燥得到贻贝仿生修饰壳聚糖功能化材料；(2)铸膜液的配制：铸膜液由下列组分按质量百分比配制而成，基材15
‑
20％，致孔剂30
‑
45％，贻贝仿生修饰壳聚糖功能化材料1
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10％，余量为溶剂；基材为疏水性聚合物，将基材溶于溶剂再加入致孔剂加热搅拌，溶解后加入步骤(1)中制备的贻贝仿生修饰壳聚糖功能化材料至形成透明的铸膜液，并静置脱泡，待用；(3)金属离子相转换液的配制：在水溶液中加入金属离子制得金属离子相转换液，调节金属离子在相转换液中的浓度为200
‑
500mmol/L，待用；(4)小孔径抗污染超滤膜的制备：利用刮刀将步骤(2)中配制的铸膜液于无纺布表面铺展形成薄层，刮膜速度为30
‑
50mm/s；在相对湿度为50
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80％的空气氛围下停留5
‑
105s后，再浸入金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫星，童裕佳，吴雅芳，琚晓辉，
申请(专利权)人：南京工大膜应用技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：