[发明专利]一种同时具备分离、吸附和催化功能的多功能仿生膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种仿生膜，其特征在于，所述仿生膜为在超滤膜或纳滤膜内黏附有聚多巴胺涂层，在所述聚多巴胺涂层中包埋有酶分子。

2.根据权利要求1所述的仿生膜，其特征在于，所述超滤膜或纳滤膜由分离层和支撑层组成，其分离层厚度为0.1-50微米，支撑层厚度为100-500微米。

3.根据权利要求2所述的仿生膜，其特征在于，所述分离层的截留分子量为100-10000Da；

优选地，所述分离层的膜材料为醋酸纤维素、再生纤维素、磺化聚砜、聚酰胺、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚哌嗪或聚乙烯醇中的任意一种或至少两种的组合。

4.根据权利要求2所述的仿生膜，其特征在于，所述支撑层的膜材料为聚丙烯、聚烯烃或聚酯中的任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的仿生膜，其特征在于，所述聚多巴胺涂层是由多巴胺氧化自聚形成的；

优选地，所述酶分子为漆酶、乙醇脱氢酶、过氧化氢酶、脂肪酶或碳酸酐酶中的任意一种或至少两种的组合。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的仿生膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)利用超滤膜或纳滤膜对酶溶液进行逆向过滤，将酶分子固定至膜内；

(2)向步骤(1)得到的固定有酶分子的超滤膜或纳滤膜上加入多巴胺溶液，多巴胺氧化自聚形成聚多巴胺，其粘附在超滤膜或纳滤膜内形成仿生涂层；

(3)利用水溶液对超滤膜或纳滤膜进行正向过滤冲洗，得到所述仿生膜。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述逆向过滤为使酶溶液从超滤膜或纳滤膜的支撑层一侧进入膜内进行过滤；

优选地，步骤(1)所述逆向过滤的操作压力为0.1-4.0bar；

优选地，步骤(1)所述酶溶液为将酶溶解于磷酸缓冲溶液或醋酸缓冲溶液中得到的溶液；

优选地，所述磷酸缓冲溶液或醋酸缓冲溶液的pH值为5.0-5.6，优选5.2，

优选地，步骤(1)所述酶溶液的浓度为0.1-0.5mg/mL。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述多巴胺溶液为多巴胺溶于Tris-HCl缓冲液中得到的溶液；

优选地，步骤(2)所述多巴胺溶液的浓度为0.1-4.0g/L；

优选地，步骤(2)所述多巴胺溶液的pH为5.0-9.5；

优选地，步骤(2)所述多巴胺氧化自聚在超滤膜或纳滤膜的支撑层上进行；

优选地，步骤(2)所述多巴胺氧化自聚在空气存在下进行；

优选地，步骤(2)所述多巴胺氧化自聚在室温搅拌下进行，搅拌速度为50-300转/分钟；

优选地，步骤(2)所述多巴胺氧化自聚的时间为1-24小时。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述正向过滤冲洗为使水溶液从超滤膜或纳滤膜的分离层侧进入进行冲洗；

优选地，步骤(3)所述正向过滤冲洗的操作压力为0.1-10bar。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的仿生膜在废液处理中的应用。