[发明专利]一种抗复合污染型膜材料的制备方法与用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜材料的制备方法，具体涉及一种抗复合污染型膜材料的制备方法与用途。

背景技术

膜技术是利用具有选择透过性的薄膜在外加能量或者化学位差的作用下实现对混合料液中各组分的分离、分级、提纯和富集。膜分离技术由于操作简单、无相变、高效节能、占地面积少等优点在饮用水深度净化、污水处理及资源化领域得到了广泛地应用。然而，膜污染，一直是膜分离技术面临的瓶颈难题。

膜污染不仅会造成膜通量和截留性能的下降，还会增加运行成本，缩短膜的使用寿命，使得膜的净化作用降低。因此，抗污染型膜材料的研制显得十分必要。

对此，现有技术中存在一种抗污染型膜材料，如中国专利文献CN104857858A，其利用生物纳米银的广谱杀菌性，超强的活性及渗透性通过掺杂制备纳米银复合膜对生物污染有很好的抑制作用。

然而，现有的膜污染类型往往并非是单一的生物污染，膜污染一般可分为无机污染、有机污染和生物污染，其中有机污染和生物污染通常同时存在，而CN104857858A公开的膜材料无法消除该种类型的复合污染，因此，研制一种能够抑制复合污染的膜材料成为必要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中膜材料无法抑制复合污染的缺陷，从而提供一种抗复合污染型膜材料的制备方法。

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种抗复合污染型膜材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：光催化材料的修饰：将光催化材料粉末与强酸物质混合均匀后，经搅拌、离心，并用去离子水洗涤直至中性，最后在烘箱中干燥，完成后即为修饰后的光催化材料；

步骤二：抑菌物质的负载，将步骤一获得的修饰后的光催化材料与抑菌物质纳米银相互作用；经离心分离、分离后固体采用超纯水洗涤后干燥，再经研磨得到负载抑菌物质的光催化材料；

步骤三：成膜：将步骤二制成的所述负载抑菌物质的光催化材料制成铸膜液并经相转化发成膜以制得所述抗复合污染型膜材料。

进一步的，所述光催化材料为石墨相氮化炭，由以下制备方法制备所得：将三聚氰胺粉末加入带盖的氧化铝坩埚内，在马弗炉中加热至500℃并保持2小时，然后以10℃min^-1的速度升温至520℃并保持2小时，自然冷却至室温得黄色块状固体，然后用玛瑙研钵研磨得到淡黄色粉末状石墨相氮化炭。

进一步的，所述步骤一中的所述强酸物质为浓硝酸和浓硫酸以重量比为1:3组成的混合液。

进一步的，所述步骤二中抑菌物质的负载具体步骤为：石墨相氮化炭粉末加入到超纯水中，经超声处理使其充分分散，加入硝酸银水溶液和甲醇，充入氮气20min，最后在磁力搅拌下用125W高压汞灯照射12小时完成光还原过程，固体经离心分离、超纯水洗涤后在60℃烘箱中干燥10小时，经研磨得到石墨相氮化炭载银固体粉末。

进一步的，所述步骤二中抑菌物质的负载具体步骤为：将乳酸杆菌悬液60mL、2molL^-1的NaOH溶液20mL、银氨溶液20mL、0.3g石墨相氮化炭粉末混合均匀；置于30℃摇床中以180rpm振荡培养24h，固体经离心分离、超纯水洗涤后在60℃烘箱中干燥10小时，经研磨得到石墨相氮化炭载生物纳米银固体粉末。

进一步的，所述步骤三中的铸膜液制备方法为：将负载抑菌物质的光催化材料加入到N，N-二甲基甲酰胺中，超声30min使其分散，随后加入聚醚砜，在30-60℃烘箱中加热搅拌使其溶解，30-60℃烘箱中密闭静置脱泡，形成均质铸膜液。

进一步的，所述步骤三中成膜方法为：将脱泡完全的铸膜液用刮刀在无纺布上刮成一定厚度的薄膜，直接进入凝胶浴中使其相转化成膜。

本发明制备的抗复合污染型膜材料可制备成膜组件用于水处理装置。

本发明相比现有技术的有如下优点：

1.本发明在膜中加入负载有抗菌物质的光催化材料，使得制成的膜具有同时抑制生物污染和有机污染的能力，使得所制成的膜能够消除复合污染，有效的延长了膜材料的使用寿命。

2.本发明采用氮化碳作为光催化材料，使得在可见光下即可实现光催化作用，有效的提高了膜的抗污染能力。

附图说明

图1是本发明具体实施例1中负载纳米银的氮化碳的透射电镜图；

图2是本发明具体实施例1中抗复合污染型膜对大肠杆菌的抑菌效果图；

图3是本发明具体实施例1中抗复合污染型膜对铜绿假单胞菌的抑菌效果图。

具体实施方式