[发明专利]一种防堵塞抑菌型荷电纳滤膜的制备方法

说明书

本发明属于超滤技术领域，具体涉及一种防堵塞抑菌型荷电纳滤膜的制备方法。本发明通过将锂皂石与表面活性剂和正硅酸乙酯复合成稳定性的多孔异构材料，其支撑材料锂皂石晶体为两层硅氧四面体中间夹一层镁氧八面体构成片层结构，片层内形成很强的缺电子性而带负电荷，具有优异的吸附、离子交换性能，同时，将纳米氧化银嵌入在层间，制备改性无机颗粒，通过将无机颗粒分散并制备荷电纳滤膜，氧化银粉末经焙烧后分解为银单质，银单质用于选择性催化反应和加固荷电纳滤膜内部孔隙，同时对微生物负载进行抑制，有效加固膜孔强度，改善荷电纳滤膜耐污性能，抑制微生物繁殖形成生物膜，具有广阔的使用前景。

技术领域

本发明属于超滤技术领域，具体涉及一种防堵塞抑菌型荷电纳滤膜的制备方法。

背景技术

常规的膜过滤分离过程，都是基于一种物理筛分的原理，即膜允许比其孔径小的组分透过而截留比其孔径大或孔径相近的组分。随着待分离组分介质粒径的减小，所用膜的孔径也须相应减小，这势必会造成通量下降、操作费用升高等问题。荷电纳滤膜是近几年发展起来的又一新型滤膜，其内外表面上存在着固定电荷，根据其分离过滤原理，除了中性膜基于孔径大小的物理筛分之外，还有着独特的静电吸附和排斥作用。这就使得用膜分离不同价态的离子成为可能，同时也可用其分离相对分子质量相近而荷电性能不同的组分。由于膜中引入了荷电基团，膜的亲水性得到加强，因而膜的水通量增加。又由于膜和溶液间的静电作用，溶液的渗透压降低，因此适于低压操作，并且荷电膜还具有耐压实、耐酸碱及抗微生物、细菌等优点。荷电膜在透水、抗污染以及选择透过性方面具有中性膜所不具备的优势和用途。

荷电纳滤膜由于其特定的截留范围和电荷效应在工业上已有广泛的应用，其中主要的是低分子有机物的去除主要靠纳滤膜的筛分效应，如天然有机物、低分子染料、药物等。由于纳滤膜较超滤膜更加致密，其孔径范围在0.5～2nm之间，主要用于分子量在100～1000Da有机物的去除，并且其操作压力低于反渗透膜，因为耗能和动力成本较低，具有较大的优势。纳滤膜主要用于水处理及污水处理，在使用过程中易受到膜污染，膜污染是指在实际使用过程中，料液中的污染物吸附沉积在膜表面，甚至堵塞膜孔造成膜的渗透和分离性能下降的现象。污染物分为无机、有机、生物污染物三大类，常见的无机污染物有微小颗粒、悬浮物、胶体、金属类沉淀物以及钙、镁、磷等无机盐结晶，在过滤过程中，无机污染物容易在膜表面沉积，堵塞孔道，胶体类物质则容易吸附在膜表面从而减小膜的有效过滤面积。最常见的有机污染物有蛋白质、腐殖质、木质素等，造成蛋白质污染膜表面的主要驱动力是静电引力和疏水作用，所以蛋白质一般容易吸附在粗糙并且疏水的膜表面，另外有机污染普遍存在且很难去除，所以构建高亲水低粗糙度的高分子膜表面也成为预防膜有机污染的关键所在。常见的生物污染物质，主要包括细菌、藻类、真菌等。由于其具有较强繁殖能力，难以完全去除生物膜，目前对于荷电纳滤膜的生物污染与超滤膜的类似，主要通过引入抗菌剂来达到抑菌效果。所以制备一种防止无机废料堆膜孔隙堵塞，且有效抑制膜表面生物繁殖的荷电纳滤膜很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有荷电纳滤膜易受到膜污染，造成无机物堵塞膜孔，生物质负载在膜表面形成生物膜降低膜通量的问题，提供了一种防堵塞抑菌型荷电纳滤膜的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）取10～15g硝酸银与60～70mL去离子水混合，滴加25～30mL质量分数10%氨水溶液并搅拌混合，得银氨溶液，按质量比1:8，将聚乙烯醇添加至质量分数8%氢氧化钠溶液中，搅拌混合得基体液，按质量比3:2，将银氨溶液滴加至基体液中，滴加完成后离心分离，收集下层沉淀，经洗涤干燥，制备得纳米氧化银；

（2）取锂皂石粉碎并碾磨，过200目筛收集得锂皂石粉末，按重量份数计，称量45～50份十二胺、15～20份上述制备的纳米氧化银、15～20份正硅酸乙酯和25～30份锂皂石粉末搅拌混合得混合浆料，将混合浆料浇注至模具中，静置固化后脱模并得干燥坯料，将干燥坯料焙烧后碾磨过200目筛，得锂皂石多孔异构粉末；