CN105413236A - 兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜及其制备与应用 - Google Patents

兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜及其制备与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜及其制备与应用。本发明所述的网膜具有特殊的三层式结构，由水敏剂底层、交联剂中间层以及超亲水三元聚合物表层构成。最外层的超亲水三元聚合物，由HEA、SPP和DMHB三种单体通过水溶液聚合得到，所采用的原材料，以及反应体系(水)对环境友好，不会造成二次污染，也不会危及到操作者的健康。超亲水三元聚合物中既有DMHB的长碳链季铵盐基团，可以有效的杀灭细菌，也有同时具备正负电荷的SPP甜菜碱基团，可以有效地防止蛋白等分子吸附。本发明所述的网膜膜层结构稳定，能更好地保持超亲水性和防污、抗菌性能，可以应用于含油废水的处理。

Description

兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜及其制备与应用
技术领域
本发明属于膜技术领域，涉及一种兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜及其制备方法与应用，更具体地说，涉及一种由超亲水三元共聚物构建的分离网膜及其制备方法与在含油废水分离中的应用。
背景技术
随着环境污染的加剧和水资源的枯竭，如何尽可能多地回收利用现有的水资源已成为人们关注的焦点，废水作为一种资源的观点也逐渐被公众所接受。为此，国务院于2015.4.2颁布了《水污染防治行动计划》，即“水十条”，水体治理逐渐提上日程。
目前，膜处理技术也已经逐渐成为在工业废水处理中广泛应用的技术。而膜法水处理领域面临的公认难题，就是在水处理过程中膜表面的污染问题。当污染源吸附沉积在膜表面时会造成外部堵塞，从而增加水流过膜阻力；污染物在膜孔内沉积吸附会造成内部堵塞，从而减小膜孔径、降低膜通量。主要的膜污染源有被截留的颗粒、胶粒、乳浊液、悬浮液、大分子和盐等，在含油工业废水处理中，悬浮的生物大分子(如蛋白分子、细菌、真菌等)将对膜造成严重的堵塞和污染。制备同时具有防止蛋白吸附(防污)和杀菌性能的油水分离膜，使得膜表层具有一定的亲水性或者疏油性，成为解决防止生物大分子对膜的污染问题的研究方向，目前该类研究仍然不多。
专利CN102728241B中提出制备甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰胺基甲基丙磺酸共聚物(PMMA-PDMC-PAMPS)并添加到PVDF溶液中通过相转化法，可制得具备抗微生物污染的分离膜，但其聚合物合成及相转化法制备过程中均需用到DMF等有机溶剂，将产生含有机溶剂的废液，对环境会造成一定的压力。
专利CN201410627449中将二氧化硅或二氧化钛表面的羟基改性成巯基并沉积纳米Ag离子后，加入铸膜液中通过相转化法获得纺丝中空纤维膜，铸膜液中也需用到DMF、DMSO、DMAc等有机溶剂，纺丝废液也可能对环境产生污染。同时，膜表层负载的纳米银粒子在自然环境中，亲水性能也会逐渐减弱甚至消失，导致防污性能下降。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜。本发明用水溶液聚合法制备了一种超亲水的三元共聚物，并制备了具有三层式结构的兼具防污、杀菌功能的油水分离网膜。
本发明的另一目的在于提供上述兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜的制备方法，包括如下步骤：
A、超亲水三元共聚物的制备：
称取反应单体HEA、SPP和DMHB，完全溶解于去离子水中，通入氮气保护，活化后滴加引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)，充分反应，获得超亲水三元共聚物溶液；
B、油水分离网膜的制备：
(1)将织物丝网浸入水敏剂溶液中浸泡，或将水敏剂溶液喷涂在织物丝网上，烘干，得负载有水敏剂底层的网膜；
(2)将步骤(1)制得的网膜浸泡入交联剂溶液中，或将交联剂溶液喷涂在步骤(1)制得的网膜上，静置，得负载有水敏剂底层和交联剂中间层的网膜；
(3)将步骤(2)所得的网膜浸泡入步骤A制备的超亲水三元共聚物溶液中，或将超亲水三元共聚物溶液喷涂在步骤(2)所得的网膜上，烘干，得到兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜。
步骤A中，
所述的反应单体HEA、SPP和DMHB的质量比HEA/SPP/DMHB为5～10/80～94/1～10；优选为5～10/80～90/5～10。
所述的活化的时间为1～4h；优选为1～2h；
所述的反应的条件为50～90℃反应4～12h；优选为75～90℃反应6～12h；
所述的引发剂AIBA量为单体总质量的1/100～1/500；优选为1/100～1/200；
所述的超亲水三元共聚物溶液的质量浓度为10～30％；
步骤B(1)中所述的织物丝网是100～300目的织物丝网，在使用前需先用去离子水超声清洗，然后用无水乙醇或丙酮超声清洗，再用去离子水超声清洗干净，放入烘箱中40℃下烘干；
所述的织物丝网优选为不锈钢丝网、铜丝网、或无纺布；
所述的超声清洗的超声频率为20～40KHz，功率范围为100～150w。
步骤B(1)中所述的水敏剂溶液是通过将水敏剂溶于去离子水中，磁力搅拌并加热溶解均匀，配制成质量浓度为1～10％的水敏剂溶液；优选为配制成质量浓度为5～10％的水敏剂溶液。
所述的水敏剂优选为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、黄原胶和透明质酸中的一种或两种。
步骤B(2)中所述的交联剂溶液是通过将交联剂溶解于去离子水，得到质量浓度为1～10％的交联剂溶液。所述的交联剂溶液可以是酸性、碱性或中性的。
所述的交联剂优选为乙二醛、戊二醛、二烯基砜、硼砂和硼酸中的一种或者两种。
步骤B(2)中所述的静置优选为室温静置10～30min；
步骤B中所述的浸泡的时间优选为5～15min；
步骤B中所述的喷涂是采用高压喷枪喷涂1～3次。
步骤B所述的烘干的温度优选为100～150℃。
一种兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜，通过上述制备方法制备得到。
本发明所述的兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜，最外层为超亲水三元聚合物，由丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酰胺基丙基甜菜碱(SPP)和甲基丙烯酸十六烷基二甲氨基乙酯(DMHB)三种单体通过水溶液聚合得到。超亲水三元聚合物中既有DMHB的长碳链季铵盐基团，可以有效的杀灭细菌，也有同时具备正负电荷的SPP甜菜碱基团，可以有效地防止蛋白等分子吸附。在水处理过程中，带电荷的基团均能很好地伸向水层，从而起到很好的亲水和防污、杀菌效果。
本发明所述的兼具防污、抗菌功能的油水分离网膜具有特殊的三层式结构，是以100～300目的织物丝网为基材，采用浸涂或喷涂的方法，依次负载水敏剂层、交联剂层以及超亲水三元聚合物表层，利用共聚物和水敏剂中的羟基组分同时与交联剂进行交联反应，从而得到兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜。本发明的兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜在空气中对水和油的接触角小于10°。本发明所述的兼具防污、抗菌功能的油水分离网膜在SEM下能观察到网格间隔之间存在25～40μm孔径的微孔。
本发明所述的兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜经浓度500mg/L的牛血清蛋白溶液处理8h后，网膜对牛血清蛋白的单位面积吸附量为10μg/cm2以下，二次通量回复率达到98％以上，表现出良好的抗蛋白吸附性能。将分离网膜分别用吸附数量为1.0×105CFU/mL的大肠杆菌Escherichiacoli(8099，购自Sigma-Aldrich公司)和金黄色葡萄球菌Staphylococcusaureus(ATCC6538，购自Sigma-Aldrich公司)处理24h后，灭杀率均达100％，表现出超强的杀菌性能。
本发明还提供所述的兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜在含油废水处理中的应用。如可用于含有大豆油、亚麻油、花生油、玉米油、橄榄油等食用油，十二烷、十四烷、十六烷、十八烷等长链烷烃，苯、甲苯、二甲苯、混苯等芳烃，甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、乙酸乙酯、醋酸丁酯、四氯化碳、二氯甲烷、三氯甲烷等有机溶剂，汽油、煤油、柴油及各类溶剂油的油水分离。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明制备超亲水三元共聚物所采用的原材料，以及反应体系(水)对环境友好，不会造成二次污染，也不会危及到操作者的健康。
(2)本发明通过交联产生的化学键合，制备的油水分离网膜膜层结构稳定，能更好地保持超亲水性和防污、抗菌性能。
附图说明
图1为实施例1超亲水三元共聚物的分子结构式。
图2为实施例1超亲水三元共聚物的红外光谱图。
图3为300目空白不锈钢丝网的表面水接触角。
图4为实施例1所得超亲水油水分离网膜表面水接触角。
图5为300目空白不锈钢丝网的800倍放大图。
图6为实施例1所得超亲水油水分离网膜的800倍放大图。
图7为实施例1应用网膜分离油水混合物的效果示意图；其中，图7a为开始时的效果示意图；图7b为结束时的效果示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
1、超亲水三元共聚物的制备：称取质量比为HEA/SPP/DMHB＝10/85/5的反应单体10克，投入250mL三口反应瓶中，加入80克去离子水并通过磁力搅拌使单体完全溶解，通入N2气保护，活化1h后，开始滴加引发剂溶液(0.1克AIBA溶于10克去离子水)，并控制反应温度在85℃，反应8h后，得超亲水三元共聚物溶液，体系降至常温待用。
采用美国PerkinElmer公司SpectrumRX型红外测试仪测试所合成的超亲水共聚物的结构，由图2红外光谱图可见，在3400cm-1处有强的吸收峰，为HEA羟基OH的吸收峰，1040cm-1和1190cm-1处的强吸收峰为SPP磺基SO3的伸缩振动峰，1720cm-1处为HEA和DMHB酯键O-C＝O伸缩振动峰，1640cm-1处的强吸收峰为SPP酰胺键NH-C＝O的伸缩振动峰，960cm-1和1390cm-1为DMHB季铵基团中C-N+的伸缩振动峰。说明HEA、SPP、DMHB三种单体生成了如图1所示结构的超亲水三元共聚物。
2、将一块直径5cm的300目的不锈钢丝网按顺序分别浸入蒸馏水、乙醇或丙酮、蒸馏水中各在150w，40Khz下超声清洗10min，放入烘箱中40℃下烘干。
3、在500mL烧杯中加入180克去离子水，按质量比加入20克羟乙基纤维素，在磁力搅拌下边加热边充分搅拌至溶解均匀，然后自然冷却至室温，得到10％的水敏剂溶液。
4、将1克二烯基砜溶解于99克去离子水，然后调整PH值至弱碱性，得到1％的交联剂溶液。
5、将步骤2中得到的不锈钢丝网浸入步骤3中的水敏剂溶液中，浸泡5min后将其垂直提拉起，然后挂在恒温烘箱中，保持温度在150℃烘干，得负载有水敏剂底层的网膜。
6、将步骤5制得的网膜泡入步骤4制备的交联剂溶液中10min，所得网膜于室温下静置30min以保证不让其充分交联，立即将所得网膜泡入步骤1所制备的超亲水三元共聚物溶液中10min，然后将所得网膜挂在150℃的恒温烘箱中烘20min，即得兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜。
采用日本日立公司S-3700型扫描电子显微镜观察网膜的表面形貌和尺寸。由膜的表面在放大倍数为800倍的扫描电镜图可见油水分离网膜是在300目不锈钢丝网上包覆有一层超亲水聚合物薄层，且网孔间隔内存在28μm孔径的微孔，见图4所示。图3是300目空白不锈钢丝网的800倍放大图。
在空气中采用JC2000B型表面张力测试仪测量步骤2中空白丝网及步骤6中得到的网膜对5μL水的接触角分别为101°和3°。见图5和图6所示，证明该网膜具有超亲水性能。
将步骤6中得到的网膜置于浓度为500mg/L的中性牛血清蛋白(BSA)溶液中，摇床震荡8h后将网膜取出，采用日本岛津公司UV-2450型紫外分光光度计测量并计算出单位面积吸附量，网膜对牛血清蛋白的单位面积吸附量为10μg/cm2。网膜经去离子水冲洗后，二次通量回复率达到98％。
选用金黄色葡萄球菌Staphylococcusaureus(ATCC6538)作为抗菌实验菌落，将菌种在37℃的营养肉汤(配方为：胰蛋白胨15g/L，植物蛋白胨5g/L，氯化钠5g/L)中培育24h。然后经过3000rpm离心，弃掉上清液后，用PH7.4的PBS缓冲溶液对下层菌种冲洗，经离心冲洗3次，得到的菌种分散到PBS缓冲溶液中，得到浓度1×105CFU/mL的菌种悬浮液。步骤6中得到的网膜经紫外光灭菌后，置于悬浮液中37℃下培养24h，采用日本奥林巴斯CX31型生物显微镜测量存活菌落数，灭杀率达100％。
将步骤6中得到的网膜放在自制的过滤装置中部蓝色组件内，通过旋紧固定网膜，将水用红墨水染成红色，与汽油按体积比1:1混合搅拌均匀，将油水混合液倒入该过滤装置上面的管中，红色的水源源不断往下渗透过网膜，而汽油始终阻挡在膜上，最终膜上无红色残留，达到了油水分离效果，见图7a和图7b所示。
实施例2
1、超亲水三元共聚物的制备：称取质量比为HEA/SPP/DMHB＝5/90/5的反应单体10克，投入250mL三口反应瓶中，加入80克去离子水并通过磁力搅拌使单体完全溶解，通入N2气保护，活化4h后，开始滴加引发剂溶液(0.05克AIBA溶于10克去离子水)，并控制反应温度在90℃，反应6h后，得超亲水三元共聚物溶液，体系降至常温待用。
采用美国PerkinElmer公司SpectrumRX型红外测试仪测试所合成的超亲水共聚物的结构，所得结构与图1相似，红外光谱图与图2相似。
2、将一块直径5cm的100目的铜丝网按顺序分别浸入蒸馏水、乙醇或丙酮、蒸馏水中各在150w，40Khz下超声清洗10min，放入烘箱中40℃下烘干。
3、在500ML烧杯中加入180克去离子水，按质量比加入20克聚乙烯醇，在磁力搅拌下边加热边充分搅拌至溶解均匀，然后自然冷却至室温，得到10％的水敏剂溶液。
4、将3克硼砂溶解于97克PH1.0的去离子水溶液中，搅拌至溶解完全，得到3％的交联剂溶液。
5、将步骤2中得到的不锈钢丝网，采用高压喷枪喷涂步骤3中的水敏剂溶液3次，然后挂在恒温烘箱中，保持温度在120℃烘干，得负载有水敏剂底层的网膜。
6、将步骤5制得的网膜采用高压喷枪喷涂步骤4制备的交联剂溶液2次，所得网膜于室温下静置30min以保证不让其充分交联，立即采用高压喷枪喷涂步骤1所制备的超亲水三元共聚物溶液中3次，然后将所得网膜挂在120℃的恒温烘箱中烘30min，即得兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜。
采用日本日立公司S-3700型扫描电子显微镜观察网膜的表面形貌和尺寸。由膜的表面在放大倍数为800倍的扫描电镜图可见油水分离网膜是在100目铜丝网上包覆有一层超亲水聚合物薄层，且网孔间隔内存在30μm孔径的微孔，与图4相似。100目空白铜丝网的800倍放大图与图3相似。
在空气中采用JC2000B型表面张力测试仪测量步骤2中空白丝网及步骤6中得到的网膜对5μL水的接触角分别为103°和5°，与附图5和图6相似。
将步骤6中得到的网膜置于浓度为500mg/L的中性牛血清蛋白(BSA)溶液中，摇床震荡8h后将网膜取出，采用日本岛津公司UV-2450型紫外分光光度计测量并计算出单位面积吸附量，网膜对牛血清蛋白的单位面积吸附量为8μg/cm2。网膜经去离子水冲洗后，二次通量回复率达到99％。
选用金黄色葡萄球菌Staphylococcusaureus(ATCC6538)作为抗菌实验菌落，将菌种在37℃的营养肉汤中培育24h，然后经过3000rpm离心，弃掉上清液后，用PH7.4的PBS缓冲溶液对下层菌种冲洗，经离心冲洗3次，得到的菌种分散到PBS缓冲溶液中，得到浓度1×105CFU/mL的菌种悬浮液。步骤6中得到的网膜经紫外光灭菌后，置于悬浮液中37℃下培养24h，采用日本奥林巴斯CX31型生物显微镜测量存活菌落数，灭杀率达100％。
将步骤6中得到的网膜放在自制的过滤装置中部蓝色组件内，通过旋紧固定网膜，将水用红墨水染成红色，与甲苯按体积比1:1混合搅拌均匀，将油水混合液倒入该过滤装置上面的管中，红色的水源源不断往下渗透过网膜，而甲苯始终阻挡在膜上，最终膜上无红色残留，达到了油水分离效果，与图7a和图7b相似。
实施例3
1、超亲水三元共聚物的制备：称取质量比为HEA/SPP/DMHB＝5/85/10的反应单体20克，投入250mL三口反应瓶中，加入70克去离子水并通过磁力搅拌使单体完全溶解，通入N2气保护，活化2h后，开始滴加引发剂溶液(0.1克AIBA溶于10克去离子水)，并控制反应温度在75℃，反应12h后，得超亲水三元共聚物溶液，体系降至常温待用。
采用美国PerkinElmer公司SpectrumRX型红外测试仪测试所合成的超亲水共聚物的结构，所得结构与图1相似，红外光谱图与图2相似。
2、将一块直径5cm的200目的无纺布按顺序分别浸入蒸馏水、乙醇或丙酮、蒸馏水中各在150w，40Khz下超声清洗10min，放入烘箱中40℃下烘干。
3、在500mL烧杯中加入190克去离子水，按质量比加入10克羧甲基纤维素，在磁力搅拌下边加热边充分搅拌至溶解均匀，然后自然冷却至室温，得到5％的水敏剂溶液。
4、将20克25％戊二醛溶液稀释在80克去离子水溶液中，搅拌均匀待用，得到5％的交联剂溶液。
5、将步骤2中得到的无纺布，采用高压喷枪喷涂步骤3中的水敏剂溶液2次，然后挂在恒温烘箱中，保持温度在130℃烘干，得负载有水敏剂底层的网膜。
6、将步骤5制得的网膜采用高压喷枪喷涂步骤4制备的交联剂溶液2次，所得网膜于室温下静置20min以保证不让其充分交联，立即采用高压喷枪喷涂步骤1所制备的超亲水三元共聚物溶液中1次，然后将所得网膜挂在130℃的恒温烘箱中烘20min，即得兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜。
采用日本日立公司S-3700型扫描电子显微镜观察网膜的表面形貌和尺寸。由膜的表面在放大倍数为800倍的扫描电镜图可见油水分离网膜是在200目无纺布上包覆有一层超亲水聚合物薄层，且网孔间隔内存在40μm孔径的微孔，与图4相似。200目空白无纺布的800倍放大图与图3相似。
在空气中采用JC2000B型表面张力测试仪测量步骤2中空白无纺布及步骤6中得到的网膜对5μL水的接触角分别为100°和4°，与附图5和图6相似。
将步骤6中得到的网膜置于浓度为500mg/L的中性牛血清蛋白(BSA)溶液中，摇床震荡8h后将网膜取出，采用日本岛津公司UV-2450型紫外分光光度计测量并计算出单位面积吸附量，网膜对牛血清蛋白的单位面积吸附量为8μg/cm2。网膜经去离子水冲洗后，二次通量回复率达到98％。
选用大肠杆菌Escherichiacoli(8099)作为抗菌实验菌落，将菌种在37℃的营养肉汤中培育24h，然后经过3000rpm离心，弃掉上清液后，用PH7.4的PBS缓冲溶液对下层菌种冲洗，经离心冲洗3次，得到的菌种分散到PBS缓冲溶液中，得到浓度1×105CFU/mL的菌种悬浮液。步骤6中得到的网膜经紫外光灭菌后，置于悬浮液中37℃下培养24h，采用日本奥林巴斯CX31型生物显微镜测量存活菌落数，灭杀率达100％。
将步骤6中得到的网膜放在自制的过滤装置中部蓝色组件内，通过旋紧固定网膜，将水用红墨水染成红色，与十六烷按体积比1:1混合搅拌均匀，将油水混合液倒入该过滤装置上面的管中，红色的水源源不断往下渗透过网膜，而十六烷始终阻挡在膜上，最终膜上无红色残留，达到了油水分离效果，与图7a和图7b相似。
实施例4
1、超亲水三元共聚物的制备：称取质量比为HEA/SPP/DMHB＝10/80/10的反应单体30克，投入250mL三口反应瓶中，加入60克去离子水并通过磁力搅拌使单体完全溶解，通入N2气保护，活化3h后，开始滴加引发剂溶液(0.06克AIBA溶于10克去离子水)，并控制反应温度在80℃，反应8h后，得超亲水三元共聚物溶液，体系降至常温待用。
采用美国PerkinElmer公司SpectrumRX型红外测试仪测试所合成的超亲水共聚物的结构，所得结构与图1相似，红外光谱图与图2相似。
2、将一块直径5cm的300目的无纺布按顺序分别浸入蒸馏水、乙醇或丙酮、蒸馏水中各在150w，40Khz下超声清洗10min，放入烘箱中40℃下烘干。
3、在500mL烧杯中加入190克去离子水，按质量比加入10克黄原胶，在磁力搅拌下边加热边充分搅拌至溶解均匀，然后自然冷却至室温，得到5％的水敏剂溶液。
4、将10克硼酸溶解于90克去离子水溶液中，搅拌至溶解完全，得到10％的交联剂溶液。
5、将步骤2中得到的无纺布浸入步骤3中的水敏剂溶液中，浸泡15min后将其垂直提拉起，然后挂在恒温烘箱中，保持温度在120℃烘干，得负载有水敏剂底层的网膜。
6、将步骤5制得的网膜泡入步骤4制备的交联剂溶液中5min，所得网膜于室温下静置15min以保证不让其充分交联，立即将所得网膜泡入步骤1所制备的超亲水三元共聚物溶液中5min，然后将所得网膜挂在130℃的恒温烘箱中烘30min，即得兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜。
采用日本日立公司S-3700型扫描电子显微镜观察网膜的表面形貌和尺寸。由膜的表面在放大倍数为800倍的扫描电镜图可见油水分离网膜是在300目无纺布上包覆有一层超亲水聚合物薄层，且网孔间隔内存在35μm孔径的微孔，与图4相似。300目空白无纺布的800倍放大图与图3相似。
在空气中采用JC2000B型表面张力测试仪测量步骤2中空白无纺布及步骤6中得到的网膜对5μL水的接触角分别为101°和4°，与附图5和图6相似。
将步骤6中得到的网膜置于浓度为500mg/L的中性牛血清蛋白(BSA)溶液中，摇床震荡8h后将网膜取出，采用日本岛津公司UV-2450型紫外分光光度计测量并计算出单位面积吸附量，网膜对牛血清蛋白的单位面积吸附量为10μg/cm2。网膜经去离子水冲洗后，二次通量回复率达到99％。
选用大肠杆菌Escherichiacoli(8099)作为抗菌实验菌落，将菌种在37℃的营养肉汤中培育24h，然后经过3000rpm离心，弃掉上清液后，用PH7.4的PBS缓冲溶液对下层菌种冲洗，经离心冲洗3次，得到的菌种分散到PBS缓冲溶液中，得到浓度1×105CFU/mL的菌种悬浮液。步骤6中得到的网膜经紫外光灭菌后，置于悬浮液中37℃下培养24h，采用日本奥林巴斯CX31型生物显微镜测量存活菌落数，灭杀率达100％。
将步骤6中得到的网膜放在自制的过滤装置中部蓝色组件内，通过旋紧固定网膜，将水用红墨水染成红色，与四氯化碳按体积比1:1混合搅拌均匀，将油水混合液倒入该过滤装置上面的管中，红色的水源源不断往下渗透过网膜，而四氯化碳始终阻挡在膜上，最终膜上无红色残留，达到了油水分离效果，与图7a和图7b相似。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜，其特征在于：所述的超亲水油水分离网膜具有特殊的三层式结构，由水敏剂底层、交联剂中间层以及超亲水三元聚合物表层构成。
2.根据权利要求1所述的兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜，其特征在于：所述的超亲水三元聚合物通过如下步骤制备得到：称取反应单体HEA、SPP和DMHB，完全溶解于去离子水中，通入氮气保护，活化后滴加引发剂AIBA，充分反应，获得超亲水三元共聚物溶液。
3.根据权利要求2所述的兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜，其特征在于：所述的反应单体HEA、SPP和DMHB的质量比HEA/SPP/DMHB为5～10/80～94/1～10；
所述的活化的时间为1～4h；
所述的反应的条件为50～90℃反应4～12h；
所述的引发剂AIBA量为单体总质量的1/100～1/500；
所述的超亲水三元共聚物溶液的质量浓度为10～30％。
4.根据权利要求1所述的兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜，其特征在于：所述的水敏剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、黄原胶和透明质酸中的一种或两种；
所述的交联剂为乙二醛、戊二醛、二烯基砜、硼砂和硼酸中的一种或者两种。
5.权利要求1～4任一项所述的兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将织物丝网浸入水敏剂溶液中浸泡，或将水敏剂溶液喷涂在织物丝网上，烘干，得负载有水敏剂底层的网膜；
(2)将步骤(1)制得的网膜浸泡入交联剂溶液中，或将交联剂溶液喷涂在步骤(1)制得的网膜上，静置，得负载有水敏剂底层和交联剂中间层的网膜；
(3)将步骤(2)所得的网膜浸泡入超亲水三元共聚物溶液中，或将超亲水三元共聚物溶液喷涂在步骤(2)所得的网膜上，烘干，得到兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜。
6.根据权利要求5所述的兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜的制备方法，其特征在于：所述的织物丝网是100～300目的织物丝网，在使用前需先用去离子水超声清洗，然后用无水乙醇或丙酮超声清洗，再用去离子水超声清洗干净，烘干。
7.根据权利要求6所述的兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜的制备方法，其特征在于：所述的织物丝网为不锈钢丝网、铜丝网、或无纺布；
所述的超声清洗的超声频率为20～40KHz，功率范围为100～150w。
8.根据权利要求5所述的兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的水敏剂溶液的质量浓度为1～10％；
步骤(2)中所述的交联剂溶液的质量浓度为1～10％。
9.根据权利要求5所述的兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的静置为室温静置10～30min；
所述的浸泡的时间为5～15min；
所述的烘干的温度为100～150℃。
10.权利要求1～4任一项所述的兼具防污、抗菌功能的超亲水油水分离网膜在含油废水处理中的应用。
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