[发明专利]一种具有在线抗菌自洁功能的聚合物分离膜及其制备

权利要求书

1.一种具有在线抗菌自洁功能和压力敏感的聚合物微孔复合膜，其特征是，膜中含有具有光催化功能的纳米氧化物粒子。

2.如权利要求1所述的具有在线抗菌自洁功能和压力敏感的聚合物微孔复合膜，其特征是，铸膜液由聚合物、具有光催化功能的纳米氧化物粒子、成孔剂、有机溶剂和非溶剂构成；铸膜液通过流涎法刮制成平板膜或通过喷丝头制备成中空纤维膜，然后在去离子水或含有有机溶剂的水溶液凝固定型形成初生膜，初生膜再经弱溶剂浸泡处理得到一种具有在线抗菌自洁功能和压力敏感的的聚合物分离膜。

3.如权利要求1所述的具有在线抗菌自洁功能和压力敏感的聚合物微孔复合膜，其特征是，所述聚合物选自聚偏氟乙烯、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚砜、聚酰亚胺、聚醚酮、聚醚醚酮及聚苯并咪唑中的一种；所述具有光催化功能的纳米氧化物粒子为纳米二氧化钛或者纳米二氧化钛与纳米三氧化二铁的掺杂物；所述成孔剂为聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮；所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮；所述非溶剂选自正丙醇、异丙醇、1-辛醇、丙酮或水；所述弱溶剂为乙二醇、甘油或乙二醇水溶液、甘油水溶液。

4.如权利要求1所述的具有在线抗菌自洁功能和压力敏感的聚合物微孔复合膜的制备方法，包括下列步骤：

1)将聚合物粉末、成孔剂、非溶剂和纳米氧化物粒子溶于有机溶剂中，加热至40～80℃搅拌均匀，过滤、真空脱泡后得到聚合物铸膜液，熟化静置待用；

2)将温度为20～50℃的铸膜液通过刮膜机制备平板膜或通过喷丝头制备中空纤维膜；

3)平板膜或中空纤维膜在空气中运行一段时间进行曝空，曝空时间为2～20s；

4)将步骤3)得到的平板膜或中空纤维膜浸入凝固浴中，形成微孔复合膜，凝固浴温度为20～30℃2；

5)将形成的微孔复合膜在去离子水中浸泡1～7天，然后将微孔复合膜浸泡到10～25％(v/v)的甘油水溶液中进行亲水化处理，处理时间为20～24h；

6)将微孔复合膜从甘油水溶液中拿出，在去离子水中浸泡1～2天，自然凉干得到所述的具有在线抗菌自洁功能和压力敏感的聚合物微孔复合膜。

5.一种如权利要求4所述的具有在线抗菌自洁功能和压力敏感的聚合物微孔复合膜的制备方法，其特征是，步骤1)所述聚合物选自聚偏氟乙烯、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚砜、聚酰亚胺、聚醚酮、聚醚醚酮及聚苯并咪唑中的一种；所述纳米氧化物粒子为纳米纳米二氧化钛或者纳米二氧化钛与纳米三氧化二铁的掺杂物；所述成孔剂为聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮，所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮；所述非溶剂选自正丙醇、异丙醇、1-辛醇、丙酮或水。

6.一种如权利要求4所述的具有在线抗菌自洁功能和压力敏感的聚合物微孔复合膜的制备方法，其特征是，步骤4)所述凝固浴为去离子水或含有有机溶剂的水溶液；所述有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)。

7.一种如权利要求5所述的具有在线抗菌自洁功能和压力敏感的聚合物微孔复合膜的制备方法，其特征是，所述的纳米二氧化钛与纳米三氧化二铁的掺杂物的制备方法为：

(1)取100mL钛酸四丁脂，加入270mL无水乙醇中，在冰水浴中磁力搅拌，然后缓慢滴加130mL无水乙醇、10-15mL水和8-12mL冰醋酸的混合溶液(滴加0.6h)，剧烈搅拌得到透明的溶胶A；

(2)称取无水FeCl₃溶于4-20倍质量的无水乙醇中，在80～100℃回流加热0.5-2h，在冰水浴和磁力搅拌的条件下加入1000倍质量的无水乙醇和水的混合物，继续搅拌48h得溶胶B；

(3)将溶胶A分成10等份，然后依次加入0.3～10.0mL的溶胶B制得Fe₂O₃-TiO₂混合溶胶；在自然条件下陈化3-5d后80℃真空干燥得到干凝胶。将干凝胶粉碎后在400-500℃的温度下煅烧2h得到纳米二氧化钛与纳米三氧化二铁的掺杂物。

8.一种如权利要求5所述的具有在线抗菌自洁功能和压力敏感的聚合物微孔复合膜的制备方法，其特征是，纳米二氧化钛与纳米三氧化二铁的掺杂物中Fe₂O₃的含量为0.08％-1％，重量百分比。