[发明专利]一种高分散性杂化抗菌剂在超滤膜改性方面的应用

说明书

本发明公开了一种高分散性杂化抗菌剂在超滤膜改性方面的应用。本发明的高分散性杂化抗菌剂是一种将银纳米粒子锚定在石墨烯片层上形成的纳米杂化材料。本发明将高分散性杂化抗菌剂用于超滤膜改性是，其先将高分散性杂化抗菌剂加入到N,N二甲基乙酰胺、N,N二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中，超声获得均匀的分散液，再向分散液中加入聚偏氟乙烯或聚醚砜，55‑65℃温度下搅拌获得均匀的铸膜液，静置消泡6～12h，再以纯水为凝胶浴，浸没沉淀相转化法制备得到改性超滤膜；本发明的杂化抗菌剂在水中和溶剂中有很好的分散性，与膜基质有很好的相容性，可应用于改性超滤膜，并且应用方法简单，得到的改性超滤膜性能优良。

技术领域

本发明属于纳米材料技术应用领域，具体涉及一种高分散性杂化抗菌剂在超滤膜改性方面的应用。

背景技术

纳米技术的发展，开启了纳米银抑菌材料应用的新起点。作为一种新兴的功能材料，纳米银具有的独特物理化学性质。制备结构稳定的纳米银复合材料需要一些具有独特性质的载体，氧化石墨烯具有大比表面积和高化学稳定性，又能与纳米银产生协同效应，提高复合材料的整体抑菌效果，是理想的纳米银负载基体。此外，石墨烯具有良好的生物相容性，作为抑菌剂不会对生物产生毒副作用。石墨烯氧化物富含大量含氧活性基团，作为纳米银负载基质，不仅能充分发挥二者的协同效应，而且能成为纳米粒子的稳定剂和锚固剂，适合作为生物抗菌材料。

纳米银系复合材料可用于功能性吸附剂，功能膜改性等，但是绝大部分纳米添加剂制备都需要外加还原剂和稳定剂来控制银纳米粒子的生长，很少能针对具体的应用做相适应的改性。

中国专利(授权公告号：CN102125056 B)公开了一种银/石墨烯抗菌复合材料的制备方法，以还原型氧化石墨烯-聚苯乙烯硫酸钠为纳米粒子载体和还原剂，聚苯乙烯硫酸钠作为水溶性分散剂，AgNO₃为还原前驱体，通过回流热还原制备生物安全的银/石墨烯抗菌复合材料，但是该方法的前期需要强还原剂水合肼还原氧化石墨烯，实验条件控制严格，要求高，过程复杂，对于应用于分离膜来说过程繁琐。

Sun等人以柠檬酸钠为还原剂，氧化石墨烯为纳米粒子载体，AgNO3为还原前驱体，通过高温热还原制备GO-AgNPs，然后以GO-AgNPs悬浮液为过滤液，通过过滤的方法将GO-AgNPs沉积在CA微滤膜表面，用于CA膜的抗微生物污染改性(X.-F.Sun,et al.,Grapheneoxide–silver nanoparticle membrane for biofouling control and waterpurification,Chemical Engineering Journal,281(2015)53-59.)。该外加还原剂制备的GO-AgNPs的在水中分散性好，但是直接沉积在膜表面，在水分离应用中，有效组分易流失。

Vatanpour等人以柠檬酸钠为热还原剂，氧化石墨烯水凝胶为纳米粒子载体，AgNO₃为还原前驱体，通过高温热还原制备GO/Ag纳米复合添加剂，然后将该添加剂加入到PES/DMAc/PVP混合系统中，通过非溶剂致相分离制备抗菌膜(V.Vatanpour,et al.,Fabrication and characterization of anti-fouling and anti-bacterial Ag-loadedgraphene oxide/polyethersulfone mixed matrix membrane,Journal of Industrialand Engineering Chemistry,30(2015)342-352.)。该方法制备的改性膜，抗菌性能有很大程度提高，膜的亲水性提高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高分散性杂化抗菌剂在超滤膜改性方面的应用。本发明的杂化抗菌剂在水中和溶剂中有很好的分散性，与膜基质有很好的相容性，可应用于改性超滤膜。

本发明的技术方案具体介绍如下。