[发明专利]一种生态抑菌型PES超滤膜材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生态抑菌型PES超滤膜材料的制备方法，属于超滤膜材料技术领域。

背景技术

超滤膜是超滤分离技术的核心，膜材料的性质影响着成膜的结构和性能，从而对分离过程的效果起着关键的作用。按制膜材料的不同，超滤膜分为无机膜和高分子聚合物膜两类。目前用于制备超滤膜的无机材料还较少，主要是氧化铝、氧化锆等陶瓷类和钛等金属类。无机膜通常具有寿命长，对高温和腐蚀有很强的耐性，并且机械强度比较高等优点，且材料来源丰富，价格相对便宜。但是，这类无机材料往往脆性很大，不容易加工，因此无机膜的制膜工艺不如有机膜简单。

超滤作为一种新型膜分离技术，广泛应用于海水淡化预处理、工业废水处理、中水回用、食品和医药等领域，并取得了重大进展。但是在使用过程中膜污染问题突出，严重限制了膜的应用。膜污染是指处理物料中的微粒、胶体粒子、溶质分子以及微生物和细菌等与膜发生物理化学相互作用后，引起在膜表面或膜孔内的吸附、沉积以及微生物和细菌的生长繁殖造成膜过滤性能下降的不可逆变化现象。按照污染物的组成，通常可分为结垢污染、胶体或颗粒污染、有机物污染和生物污染。目前，前三种污染已经得到有效防治，而生物污染却具有“污染前难预防，污染后难清洗”的特点，主要原因在于其具有生物活性，即使预处理中99.99%的微生物被杀灭，剩余的活性微生物也可以通过增殖引起严重的后果，所以解决膜污染的关键是增强膜的耐生物污染性。然而，由于聚合物中亲水性单体比例占绝对优势，在共混法制备超滤膜时，抑菌性的聚合物可作为致孔剂析出，从而限制了抑菌表面有效抑菌剂的含量所制备超滤膜抑菌性能的提升，所以如何对超滤膜进行共混改性抑菌处理并不使其析出，是现有技术环节的重点研究内容。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对超滤膜抑菌改性时，通过共混改性制备抑菌性的聚合物可作为致孔剂析出，从而限制了抑菌表面有效抑菌剂的含量所制备超滤膜抑菌性能的提升的问题，提供了一种生态抑菌型PES超滤膜材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、1～2份琼脂和10～15份马铃薯淀粉置于均质机中，均质处理得均质浆液，将均质浆液紫外灭菌处理得灭菌基质；

（2）挑取一环木霉接种至盛有灭菌基质培养皿中，待接种完成后，培养5～7天，过滤得滤液并离心分离，收集上层清液；

（3）在选取大麦根并洗净，按质量比1:10，将大麦根与去离子水搅拌混合并研磨，收集研磨浆液并水浴加热1～2h，静置冷却至室温并离心分离，收集离心上层液并按质量比1:10，将硫酸铵添加至离心上层液中，搅拌混合并静置6～8h，收集下层沉淀，按质量比1:10，将下层沉淀与上层清液搅拌混合，得混合改性抑菌液；

（4）按重量份数计，分别称量45～50份丙烯酰胺、25～30份甲基丙烯酸甲酯、5～10份丙烯酸乙酯、85～90份正丁醇和75～80份N，N-二甲基甲酰胺和15～20份混合改性抑菌液置于三口烧瓶中，水浴加热，静置冷却至室温，洗涤、干燥并研磨得改性颗粒；

（5）按重量份数计，分别称量25～30份改性颗粒、6～8份聚丁二酸乙二醇酯和55～60份二甲基乙酰胺置于烧杯中，搅拌混合并静置脱泡，收集得凝胶液并采用浸没沉淀相转化法收集得超滤膜，即可制备得一种生态抑菌型PES超滤膜材料。

步骤（1）所述的均质处理速率为2500～3000r/min。

步骤（2）所述的木霉培养温度为25～28℃。

步骤（4）所述的水浴加热温度为45～55℃。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明通过对木霉培养后提取几丁质酶并与磷脂酶复合形成抑菌液，通过将抑菌液共混至原料中并聚合接枝至超滤膜材料内部，由于真菌和细菌等菌类负载在超滤膜表面后，其有效吸收水分，膜内部接枝的酶蛋白有效分解并酶解细菌和真菌的细胞壁结构，有效降低细菌真菌在超滤膜表面的存活率和负载率，有效抑制超滤膜表面细菌的滋生，从而达到抑菌的效果；

（2）本发明通过将酶蛋白接枝至超滤膜材料孔隙内部，有效改善水通量，同时保持超滤膜具有优异的截留性能，这是因为，引起膜水通量提高的主要因素是膜的亲水性能变大，水分子更容易渗透通过膜浸入透过液一侧，酶蛋白的接枝加入有效改善超滤膜膜孔的结构形态，有效提高膜的截留效率。

具体实施方式