[发明专利]一种抗菌复合纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种抗菌复合纳滤膜，包括多孔支撑膜底层和表面络合有抗菌金属离子的抗菌表层；其通过如下方法制备：采用包含水相单体的水相溶液对底层进行浸润处理，得到涂覆了水相单体的底层；采用包含油相单体的油相溶液对所述涂覆了水相单体的底层进行浸润处理，得到涂覆了水相单体和油相单体的底层；对所述涂覆了水相单体和油相单体的底层进行热处理，制得具有聚酰胺功能层的复合纳滤膜；采用包含抗菌金属离子的金属盐溶液对所述复合纳滤膜进行浸润处理，即得；其中所述水相单体包括聚乙烯亚胺。本发明抗菌复合纳滤膜在保持高渗透性能的基础上提高了抗菌性能，尤其抗微生物污染性能；同时抗菌性能持久，使用寿命长，应用前景良好。

技术领域

本发明属于膜技术领域，涉及一种复合纳滤膜，具体涉及一种抗菌复合纳滤膜及其制备方法。

背景技术

纳滤膜又称“疏松型”反渗透膜，是一种孔径介于反渗透膜和超滤膜之间的一种新型分离膜，由于其具有纳米级的膜孔径、膜上多带电荷，允许低分子盐通过后而截留较高分子量的有机物和多价离子，具有独特的分离性能、更高的分离精度。目前纳滤膜广泛应用于水软化、饮用水净化、去除水中有机物、染料提纯浓缩、天然药物的分离和浓缩等领域，是一种很有应用前途的分离膜品种。

长期以来，膜污染问题是制约着复合纳滤膜发展和进步的主要问题，根据污染物的性质可以分为无机物污染、有机物污染、粒子及溶胶污染和微生物污染，其中微生物污染是由于水中的细菌、真菌等微生物吸附于膜表面造成的膜污染，清楚起来十分困难，因此提高复合纳滤膜表面抗菌性是减少膜表面微生物污染的重要方式之一。

长期以来，人们通常采用在复合纳滤膜内添加无机抗菌纳米粒子、表面接枝抗菌基团、表面涂覆抗菌剂等方法来提高膜表面的抗菌性能。中国专利CN103492051B将银纳米线加入水相单体间苯二胺中，再与油相单体均苯三甲酰氯界面聚合制备出聚酰胺/银纳米线复合膜。中国专利CN101874989A在聚砜支撑层上通过界面聚合制备出聚酰胺薄层复合膜，然后在此聚酰胺表层上加入含有银、铜、锌及相应化合物的无机纳米粒子的水相溶液制备含抗菌无机纳米粒子的第二层聚酰胺表层作为抗菌功能层。中国专利CN103480284A将纳米银颗粒与PVA溶液混合后涂覆于聚酰胺反渗透膜表面得到耐污染聚酰胺复合膜。中国专利CN104548951A公开了一种高截盐率抗菌复合纳滤膜及其制备方法，在界面聚合完成后，再将膜与抗菌性壳聚糖季铵盐改性的凹凸棒土接触制备出了抗菌复合纳滤膜。中国专利CN103263862A在界面聚合的油相溶液中引入了抗菌性的三氯苯氧甲酰氯，制备出了表面带有抗菌性有机基团的复合纳滤膜。

这些方法虽然都可以提高膜表面的抗菌性，但也存在着各种各样的不足，如抗菌粒子容易在膜的使用过程中流失、复合纳滤膜的抗菌持久性差，抗菌复合纳滤膜的选择渗透性能不好等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种抗菌复合纳滤膜及其制备方法。本发明在制备复合纳滤膜的过程中，通过选用聚乙烯亚胺(PEI)作为水相单体中的主要组分，使之与作为油相单体的酰氯在多孔支撑膜上进行界面聚合反应，制得表面具有大量氨基的复合纳滤膜；然后将该表面具有大量氨基的复合纳滤膜在具有一定浓度的金属离子溶液中浸泡一段时间，膜表面的大量氨基可以与溶液中的金属离子络合，使得所述复合纳滤膜的表面负载具有抗菌功能的金属离子，进而在保持复合纳滤膜高渗透性能的基础上提高了复合纳滤膜的抗菌性能，尤其是抗微生物污染性能；同时，由于金属离子与膜表面氨基的络合作用稳定，使得金属离子结合牢固、不易脱落，因此本发明制备的抗菌复合纳滤膜的抗菌性能持久，使用寿命长。

根据本发明的一个方面，提供了一种抗菌复合纳滤膜，包括底层和抗菌表层；所述底层包括多孔支撑膜层；所述抗菌表层为表面络合有抗菌金属离子的聚酰胺功能层。

根据本发明的一个优选实施方式，所述多孔支撑膜选自聚砜多孔支撑膜、聚醚砜多孔支撑膜、磺化聚醚砜多孔支撑膜、聚丙烯腈多孔支撑膜、聚丙烯多孔支撑膜中的一种；所述多孔支撑膜的截留分子量为3-5万。