[发明专利]选择性透过膜及其制造方法、使用该选择性透过膜的水处理方法

说明书

本发明提供一种包含形成于多孔膜主体的表面的由磷脂双层膜构成的覆盖层的、透水量高且具有盐阻挡性能的RO膜或FO膜，其是具有孔径为5nm～50nm的多孔膜和形成于前述多孔膜的表面的、由磷脂双层构成的覆盖层的选择性透过膜，(i)前述磷脂双层包含磷脂、两性霉素B及麦角固醇、(ii)前述两性霉素B的含量相对于前述磷脂双层为3～20mol％、(iii)前述磷脂双层中的麦角固醇和两性霉素B的总含量为10～30mol％。

技术领域

本发明涉及水处理领域中使用的选择性透过膜和其制造方法，尤其涉及具有由磷脂双层膜构成的覆盖层的选择性透过膜和其制造方法。

背景技术

在海水、盐水的淡化、工业用水及超纯水的制造、废水回收等的领域中，作为选择性透过膜，正在广泛使用反渗透(RO)膜。RO膜处理具有能够高度去除离子、低分子有机物的优点，但另一方面，与精滤(MF)膜、超滤(UF)膜相比则需要高运转压力。为了提高RO膜的透水性，例如对于聚酰胺RO膜进行了控制表皮层的褶皱结构、增大表面积等的研究。

近年来，属于选择性输送水分子的膜蛋白的水通道蛋白作为水通道物质受到关注，启示出如下可能性：组入了该蛋白质的磷脂双层膜与现有的聚酰胺RO膜相比，理论上具有高透水性(非专利文献1)。

作为具有组入了水通道物质的磷脂双层膜的选择性透过膜的制造方法，有如下方法：用多孔支撑体将组入了水通道物质的脂质双层夹心的方法、在多孔支撑体的孔内部组入脂质双层的方法、在疏水性膜周围形成脂质双层的方法等(专利文献1)。

在用多孔支撑体将磷脂双层膜夹心的方法中，虽然磷脂双层膜的耐压性提高，但存在如下问题：担心与被处理水相接触的多孔支撑体本身被污染、多孔支撑体中发生浓度极化而阻止率大幅降低、多孔支撑体成为阻力而使透水性降低等。

丹麦AQUAPORIN公司制作了一种在聚合物基质中导入有水通道蛋白的RO膜，其透水性为现有RO膜的1.2倍左右，在非专利文献2中也没有明确的记载。

专利文献2中记载了通过使用阳离子性的磷脂而牢固地负载于纳米过滤(NF)膜，但由于NF膜本身的阻力大，因此存在难以表现出通道物质原本所具有的透水性的技术问题。

非专利文献3报道了使NF膜负载磷脂而导入有作为通道物质的两性霉素B的结果，但透水速度为0.3L/(m²·小时·atm)以下。此外，在透水速度0～1L/(m²·小时·atm)水平下，与两性霉素B共存的麦角固醇本身也具有使透水性增大的效果，因此可看到两性霉素B和麦角固醇的最适添加量不明确的技术问题。

关于这些，已知在不存在麦角固醇的情况下，两性霉素B不形成通道。通过磷脂囊泡分散液的圆二色性(CD)谱进行了通道形成评价，结果是：两性霉素B单独存在的情况下，在330nm处出现正的峰；存在麦角固醇并形成通道时，在340～350nm处出现正的峰，在370nm、390nm处出现负的峰(非专利文献4、5)。

然而，也有报道指出：在麦角固醇不存在时的CD谱中，也检测到了同样的区域的峰(非专利文献6)，为了制作RO膜或正渗透(FO)膜所需要的两性霉素B和麦角固醇的最适关系尚不知晓。

专利文献1：日本特开2012-192408号

专利文献2：日本特开2014-100645号

非专利文献1：Pohl,P et al.,Proceedings of the National Academy ofSciences 2001,98,9624-9629.

非专利文献2：Habel,J.et al.,Proceedings of the 10th InternationalCongress on Membranes and Membrane Processes,pp.1300,2014.