CN105413496B - 一种载银埃洛石纳米管‑聚乙烯醇分离膜及制备与应用 - Google Patents
一种载银埃洛石纳米管‑聚乙烯醇分离膜及制备与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105413496B CN105413496B CN201511025515.8A CN201511025515A CN105413496B CN 105413496 B CN105413496 B CN 105413496B CN 201511025515 A CN201511025515 A CN 201511025515A CN 105413496 B CN105413496 B CN 105413496B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- halloysite nanotubes
- polyvinyl alcohol
- silver
- nethike embrane
- stainless steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- HPTYUNKZVDYXLP-UHFFFAOYSA-N aluminum;trihydroxy(trihydroxysilyloxy)silane;hydrate Chemical compound O.[Al].[Al].O[Si](O)(O)O[Si](O)(O)O HPTYUNKZVDYXLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 141
- 229910052621 halloysite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 121
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 title claims abstract description 115
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 title claims abstract description 115
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 title claims abstract description 110
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 93
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 67
- 239000002262 Schiff base Substances 0.000 claims abstract description 42
- 150000004753 Schiff bases Chemical class 0.000 claims abstract description 42
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 30
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229940068984 polyvinyl alcohol Drugs 0.000 claims description 110
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 claims description 68
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 52
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 52
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 41
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 25
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 20
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 20
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 19
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims description 17
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 12
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 12
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 10
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 10
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 9
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 claims description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 6
- PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N n'-(3-trimethoxysilylpropyl)ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNCCN PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims description 4
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 claims description 4
- RZJRJXONCZWCBN-UHFFFAOYSA-N octadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC RZJRJXONCZWCBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BHTJEPVNHUUIPV-UHFFFAOYSA-N pentanedial;hydrate Chemical compound O.O=CCCCC=O BHTJEPVNHUUIPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BGHCVCJVXZWKCC-UHFFFAOYSA-N tetradecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC BGHCVCJVXZWKCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000019483 Peanut oil Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000312 peanut oil Substances 0.000 claims description 3
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000005687 corn oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002285 corn oil Substances 0.000 claims description 2
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 claims description 2
- 229940038384 octadecane Drugs 0.000 claims description 2
- 239000004006 olive oil Substances 0.000 claims description 2
- 235000008390 olive oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 claims description 2
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 20
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 abstract description 19
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 28
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 17
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 9
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 9
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 8
- 102100039397 Gap junction beta-3 protein Human genes 0.000 description 8
- 101100061841 Homo sapiens GJB3 gene Proteins 0.000 description 8
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 8
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 8
- 108010079058 casein hydrolysate Proteins 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 8
- 230000001586 eradicative effect Effects 0.000 description 8
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 8
- 125000005909 ethyl alcohol group Chemical group 0.000 description 8
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 8
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 8
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 8
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 8
- 235000014347 soups Nutrition 0.000 description 8
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 8
- 239000002585 base Substances 0.000 description 7
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 7
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 7
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 6
- 235000019476 oil-water mixture Nutrition 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N sec-butyl acetate Chemical compound CCC(C)OC(C)=O DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 silver ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000008157 edible vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 150000002085 enols Chemical class 0.000 description 1
- 239000000686 essence Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical group CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010148 water-pollination Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/38—Polyalkenylalcohols; Polyalkenylesters; Polyalkenylethers; Polyalkenylaldehydes; Polyalkenylketones; Polyalkenylacetals; Polyalkenylketals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0079—Manufacture of membranes comprising organic and inorganic components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
- B01D2323/30—Cross-linking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
- B01D2323/46—Impregnation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明属于膜材料制备技术领域,公开了一种载银埃洛石纳米管‑聚乙烯醇分离膜及制备与应用。所述制备方法是将埃洛石纳米管进行高温除水、硅烷偶联剂改性、戊二醛交联,得到的产物与涂覆有聚乙烯醇的不锈钢丝网基材表面通过化学键交联,然后经过席夫碱还原、银离子的负载及还原,从而得到具有抗菌膜层结构稳定、抗菌效果优异的载银埃洛石纳米管‑聚乙烯醇分离网膜。本发明的制备过程无需使用大量的有机溶剂,对水体和环境污染影响甚微;所得载银埃洛石纳米管‑聚乙烯醇分离膜截留率高、分离效果好,可用于油水分离。
Description
技术领域
本发明属于膜材料制备技术领域,具体涉及一种载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜及制备与应用。
背景技术
随着膜处理技术在处理含油工业废水中广泛应用的技术,膜表面的污染问题已逐渐成为制约膜法水处理技术全面推广的桎梏。当膜表面被颗粒、胶粒、乳浊液、悬浮液、生物大分子和盐等吸附或繁殖其上时,严重影响了水通量和截留率,因而引起各国的广泛研究。除了常用的物理防污方法外,对膜表面进行各种亲水改性,成为最有希望解决这一污染难题的方法。
埃洛石又称多水高岭石、叙永石,俗称羊油矸,广泛分布于我国湖南界牌、四川叙永,贵州习水、江西浮梁,广东中夏和山西阳泉等地。埃洛石与高岭土在晶体结构上的区别,前者为管状构造,后者为片状构造。这种特殊的亲水性管状结构中可以负载各种特定的分子,从而广泛应用于陶瓷、填料、医药等领域。负载纳米银的埃洛石纳米管表面为亲水基团,可以对蛋白等分子起到有效的抗吸附、防污效果,同时,负载的纳米银单质又可以起到杀菌效果,因而被广泛应用于制备抗菌涂层中。然而,负载纳米银的埃洛石纳米管用于制备油水分离膜的专利报道目前还较少,值得更广泛和深入地研究。
中国专利CN201110009045.1中采用非溶剂致相分离法(NIPS)制备了一种负载金属离子的埃洛石纳米管/聚醚砜抗菌膜,具有良好的抗菌效果,而且纯水通量变大,截留率基本不变。然而,NIPS法制备铸膜液过程中使用了大量的有机溶剂,制膜后会产生含溶剂废水,对环境造成影响。同时,抗菌的埃洛石纳米管在制膜过程中容易被包埋在膜本体中,抗菌成分利用效率不高,而且表层的埃洛石粒子在使用过程中耐磨性不够易流失走,造成抗菌性能的下降。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处,本发明的首要目的在于提供一种载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜。
本发明的再一目的在于提供上述载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜在油水分离中的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现:
一种载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜的制备方法,包括以下制备步骤:
(1)将埃洛石纳米管除水后超声分散于无水乙醇中,然后加入硅烷偶联剂,回流反应12~24h,产物经离心、洗涤、干燥,即得硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管;
(2)将硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管超声分散于戊二醛水溶液中4~8h,然后经离心、洗涤,得到的席夫碱式埃洛石纳米管;
(3)将超声清洗后的不锈钢丝网浸入聚乙烯醇溶液中5~10min,取出后于120~150℃烘1~4h,得到聚乙烯醇不锈钢丝网膜;
(4)将步骤(2)所得席夫碱式埃洛石纳米管超声分散于去离子水中,然后放入步骤(3)所得聚乙烯醇不锈钢丝网膜浸泡4~12h,取出后于100~150℃交联干燥4~8h,得到负载有席夫碱式埃洛石纳米管的聚乙烯醇不锈钢丝网膜;
(5)将负载有席夫碱式埃洛石纳米管的聚乙烯醇不锈钢丝网膜置于还原剂溶液中反应2~6h,然后经洗涤、干燥,得到埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜;
(6)将埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜置于硝酸银水溶液中浸泡2~20h负载银离子,然后取出网膜,经去离子水洗涤后,浸入还原剂溶液中反应2~6h,将网膜取出后洗涤、干燥,得到所述载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜。
优选地,步骤(1)中所述的除水是指在300~500℃下煅烧6~12h。除去结晶水后的埃洛石纳米管对银离子有更好的吸附能力;所述的超声分散是指在超声频率为20~40KHz,功率范围为100~150w条件下超声分散10~30min。
优选地,步骤(1)中所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的任意一种;硅烷偶联剂的加入量为埃洛石纳米管质量的1~2倍。
优选地,步骤(1)和步骤(2)中所述的离心是指在转速为3000~5000rpm条件下离心5~10min;步骤(1)中所述的干燥是指在真空干燥箱中40~80℃温度下烘干5~12h。
优选地,步骤(2)中所述戊二醛水溶液的质量浓度为25%。
优选地,步骤(3)中所述不锈钢丝网的孔径为200~500目;所述的超声清洗是指在频率为20~40KHz,功率范围为100~150w的条件为超声清洗10~30min;所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为1%~10%。
优选地,步骤(5)和步骤(6)中的还原剂溶液是指PH为7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液;步骤(5)中所述的干燥是指在100~150℃温度下烘干1~5h。
优选地,步骤(6)中所述硝酸银水溶液的浓度为0.1~0.5M。
优选地,步骤(6)中所述的干燥是指于真空干燥箱中60~80℃干燥6~12h。
一种载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜,通过以上方法制备得到。
上述载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜在油水分离中的应用。如可用于含有花生油、玉米油、大豆油、橄榄油等食用油,十二烷、十四烷、十六烷、十八烷、苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等有机溶剂,甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等聚合单体,汽油、煤油、柴油及各类溶剂油的油水分离。
本发明原理为:将埃洛石纳米管进行高温除水、硅烷偶联剂改性、戊二醛交联,得到的产物与涂覆有聚乙烯醇的不锈钢丝网基材表面通过化学键交联,然后经过席夫碱还原、银离子的负载及还原,从而得到具有抗菌膜层结构稳定、抗菌效果优异的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇油水分离网膜。
本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果:
(1)本发明经交联后的席夫碱式埃洛石纳米管,仍有未反应的端醛基,可以与聚乙烯醇不锈钢丝网膜表面的羟基进行化学交联,得到的产物比NIPS等共混法制备的分离膜具有更好的结构稳定性,埃洛石纳米管在使用过程中不易流失,因而负载纳米银后具有更好的抗菌效果;
(2)本发明的制备过程无需使用大量的有机溶剂,对水体和环境污染影响甚微;
(3)本发明制备的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜截留率高、分离效果好。
具体实施方式
下面结合实施例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)将10克在500℃下煅烧8h除去水分的埃洛石纳米管超声分散(超声频率为40KHz,功率范围为150w,超声时间为10min)在装有200ml无水乙醇的500ml三口瓶中,然后加入20克硅烷偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷,回流反应24h,产物在转速为5000rpm条件下离心5min、以去离子水直接冲洗,循环离心冲洗过程3次后于真空干燥箱中80℃下烘干5h,即得硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管。
(2)将硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管超声分散于质量浓度为25%的戊二醛水溶液中8h,然后在转速为5000rpm条件下离心5min、沉淀物以去离子水直接冲洗,循环离心冲洗过程3次后,得到席夫碱式埃洛石纳米管。
(3)将依次用无水乙醇、去离子水超声(超声频率为40KHz,功率为150w,超声时间为10min)清洗后的200目不锈钢丝网浸入质量浓度为10%的聚乙烯醇溶液中5min,垂直提拉起后,放入烘箱中150℃烘1h,得到聚乙烯醇不锈钢丝网膜。
(4)将席夫碱式埃洛石纳米管超声分散于去离子水中,放入聚乙烯醇不锈钢丝网膜,浸泡12h后,放入烘箱中150℃交联干燥4h。
(5)将负载有席夫碱式埃洛石纳米管的聚乙烯醇不锈钢丝网膜置于500ml烧杯中,加入PH7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液反应6h,经去离子水冲洗3次、烘箱中150℃烘干1h,得到埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜。
(6)将埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜泡入0.1M硝酸银水溶液中20h,然后取出网膜,以去离子水洗涤3次后,迅速浸入PH7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液反应6h,提拉取出网膜后以去离子洗涤3次,于真空干燥箱中80℃干燥6h,得到所述载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离网膜。
选用大肠杆菌(Escherichia coli,购自Sigma-Aldrich公司)作为抗菌实验菌落,将菌种在37℃的5%水解酪蛋白肉汤中培育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1X105CFU/mL的菌种悬浮液。本实施例得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离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,灭杀率为99%。
本实施例得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离网膜放在自制的过滤装置中部内侧,通过旋紧固定网膜,将水用红墨水染成红色,与花生油按体积比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,而花生油始终阻挡在膜上,最终膜上无红色残留,达到良好的油水分离效果。
实施例2
(1)将10克在400℃下煅烧10h除去水分的埃洛石纳米管超声分散(超声频率为30KHz,功率范围为120w,超声时间为20min)在装有200ml无水乙醇的500ml三口瓶中,然后加入18克硅烷偶联剂N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷,回流反应20h,产物在转速为4000rpm条件下离心8min、以去离子水直接冲洗,循环离心冲洗过程3次后于真空干燥箱中70℃下烘干7h,即得硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管。
(2)将硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管超声分散于质量浓度为25%的戊二醛水溶液中7h,然后在转速为4000rpm条件下离心8min、沉淀物以去离子水直接冲洗,循环离心冲洗过程3次后,得到席夫碱式埃洛石纳米管。
(3)将依次用无水乙醇、去离子水超声(超声频率为30KHz,功率为120w,超声时间为20min)清洗后的300目不锈钢丝网浸入质量浓度为8%的聚乙烯醇溶液中6min,垂直提拉起后,放入烘箱中140℃烘2h,得到聚乙烯醇不锈钢丝网膜。
(4)将席夫碱式埃洛石纳米管超声分散于去离子水中,放入聚乙烯醇不锈钢丝网膜,浸泡10h后,放入烘箱中140℃交联干燥5h。
(5)将负载有席夫碱式埃洛石纳米管的聚乙烯醇不锈钢丝网膜置于500ml烧杯中,加入PH7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液反应5h,还原席夫碱得到对银离子有络合作用的氨基基团,经去离子水冲洗3次、烘箱中140℃烘干2h,得到埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜。
(6)将埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜泡入0.2M硝酸银水溶液中15h,以保证银离子的充分负载,然后取出网膜,以去离子水洗涤3次后,迅速浸入PH7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液反应5h,还原银离子得到具有抗菌活性的银单质,提拉取出网膜后以去离子洗涤3次,于真空干燥箱中70℃干燥8h,得到所述载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离网膜。
选用金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,购自Sigma-Aldrich公司)作为抗菌实验菌落,将菌种在37℃的5%水解酪蛋白肉汤中培育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1X105CFU/mL的菌种悬浮液。本实施例得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离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,灭杀率为99%。
本实施例得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离网膜放在自制的过滤装置中部内侧,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,达到良好的油水分离效果。
实施例3
(1)将10克在300℃下煅烧12h除去水分的埃洛石纳米管超声分散(超声频率为40KHz,功率范围为150w,超声时间为10min)在装有200ml无水乙醇的500ml三口瓶中,然后加入16克硅烷偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷,回流反应16h,产物在转速为3000rpm条件下离心10min、以去离子水直接冲洗,循环离心冲洗过程3次后于真空干燥箱中60℃下烘干9h,即得硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管。
(2)将硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管超声分散于质量浓度为25%的戊二醛水溶液中6h,然后在转速为3000rpm条件下离心10min、沉淀物以去离子水直接冲洗,循环离心冲洗过程3次后,得到席夫碱式埃洛石纳米管。
(3)将依次用无水乙醇、去离子水超声(超声频率为40KHz,功率为150w,超声时间为10min)清洗后的500目不锈钢丝网浸入质量浓度为6%的聚乙烯醇溶液中7min,垂直提拉起后,放入烘箱中130℃烘3h,得到聚乙烯醇不锈钢丝网膜。
(4)将席夫碱式埃洛石纳米管超声分散于去离子水中,放入聚乙烯醇不锈钢丝网膜,浸泡8h后,放入烘箱中130℃交联干燥6h。
(5)将负载有席夫碱式埃洛石纳米管的聚乙烯醇不锈钢丝网膜置于500ml烧杯中,加入PH7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液反应4h,还原席夫碱得到对银离子有络合作用的氨基基团,经去离子水冲洗3次、烘箱中130℃烘干3h,得到埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜。
(6)将埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜泡入0.3M硝酸银水溶液中10h,以保证银离子的充分负载,然后取出网膜,以去离子水洗涤3次后,迅速浸入PH7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液反应4h,还原银离子得到具有抗菌活性的银单质,提拉取出网膜后以去离子洗涤3次,于真空干燥箱中60℃干燥10h,得到所述载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离网膜。
选用大肠杆菌(Escherichia coli,购自Sigma-Aldrich公司)作为抗菌实验菌落,将菌种在37℃的5%水解酪蛋白肉汤中培育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1X105CFU/mL的菌种悬浮液。本实施例得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离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,灭杀率为99%。
本实施例得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离网膜放在自制的过滤装置中部内侧,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,达到良好的油水分离效果。
实施例4
(1)将10克在500℃下煅烧6h除去水分的埃洛石纳米管超声分散(超声频率为30KHz,功率范围为120w,超声时间为20min)在装有200ml无水乙醇的500ml三口瓶中,然后加入14克硅烷偶联剂N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷,回流反应12h,产物在转速为5000rpm条件下离心5min、以去离子水直接冲洗,循环离心冲洗过程3次后于真空干燥箱中80℃下烘干5h,即得硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管。
(2)将硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管超声分散于质量浓度为25%的戊二醛水溶液中5h,然后在转速为5000rpm条件下离心5min、沉淀物以去离子水直接冲洗,循环离心冲洗过程3次后,得到席夫碱式埃洛石纳米管。
(3)将依次用无水乙醇、去离子水超声(超声频率为30KHz,功率为120w,超声时间为20min)清洗后的200目不锈钢丝网浸入质量浓度为4%的聚乙烯醇溶液中8min,垂直提拉起后,放入烘箱中140℃烘4h,得到聚乙烯醇不锈钢丝网膜。
(4)将席夫碱式埃洛石纳米管超声分散于去离子水中,放入聚乙烯醇不锈钢丝网膜,浸泡6h后,放入烘箱中120℃交联干燥8h。
(5)将负载有席夫碱式埃洛石纳米管的聚乙烯醇不锈钢丝网膜置于500ml烧杯中,加入PH7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液反应3h,还原席夫碱得到对银离子有络合作用的氨基基团,经去离子水冲洗3次、烘箱中120℃烘干5h,得到埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜。
(6)将埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜泡入0.4M硝酸银水溶液中5h,以保证银离子的充分负载,然后取出网膜,以去离子水洗涤3次后,迅速浸入PH7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液反应3h,还原银离子得到具有抗菌活性的银单质,提拉取出网膜后以去离子洗涤3次,于真空干燥箱中80℃干燥6h,得到所述载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离网膜。
选用金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,购自Sigma-Aldrich公司)作为抗菌实验菌落,将菌种在37℃的5%水解酪蛋白肉汤中培育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1X105CFU/mL的菌种悬浮液。本实施例得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离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,灭杀率为99%。
本实施例得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离网膜放在自制的过滤装置中部内侧,通过旋紧固定网膜,将水用红墨水染成红色,与甲基丙烯酸甲酯按体积比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,而甲基丙烯酸甲酯始终阻挡在膜上,最终膜上无红色残留,达到良好的油水分离效果。
实施例5
(1)将10克在400℃下煅烧8h除去水分的埃洛石纳米管超声分散(超声频率为40KHz,功率范围为150w,超声时间为10min)在装有200ml无水乙醇的500ml三口瓶中,然后加入20克硅烷偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷,回流反应24h,产物在转速为4000rpm条件下离心8min、以去离子水直接冲洗,循环离心冲洗过程3次后于真空干燥箱中70℃下烘干7h,即得硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管。
(2)将硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管超声分散于质量浓度为25%的戊二醛水溶液中4h,然后在转速为4000rpm条件下离心8min、沉淀物以去离子水直接冲洗,循环离心冲洗过程3次后,得到席夫碱式埃洛石纳米管。
(3)将依次用无水乙醇、去离子水超声(超声频率为40KHz,功率为150w,超声时间为10min)清洗后的300目不锈钢丝网浸入质量浓度为10%的聚乙烯醇溶液中5min,垂直提拉起后,放入烘箱中150℃烘1h,得到聚乙烯醇不锈钢丝网膜。
(4)将席夫碱式埃洛石纳米管超声分散于去离子水中,放入聚乙烯醇不锈钢丝网膜,浸泡12h后,放入烘箱中150℃交联干燥4h。
(5)将负载有席夫碱式埃洛石纳米管的聚乙烯醇不锈钢丝网膜置于500ml烧杯中,加入PH7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液反应6h,还原席夫碱得到对银离子有络合作用的氨基基团,经去离子水冲洗3次、烘箱中150℃烘干1h,得到埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜。
(6)将埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜泡入0.1M硝酸银水溶液中20h,以保证银离子的充分负载,然后取出网膜,以去离子水洗涤3次后,迅速浸入PH7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液反应6h,还原银离子得到具有抗菌活性的银单质,提拉取出网膜后以去离子洗涤3次,于真空干燥箱中70℃干燥8h,得到所述载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离网膜。
选用大肠杆菌(Escherichia coli,购自Sigma-Aldrich公司)作为抗菌实验菌落,将菌种在37℃的5%水解酪蛋白肉汤中培育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1X105CFU/mL的菌种悬浮液。本实施例得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离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,灭杀率为99%。
本实施例得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离网膜放在自制的过滤装置中部内侧,通过旋紧固定网膜,将水用红墨水染成红色,与丙烯酸丁酯按体积比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,而丙烯酸丁酯始终阻挡在膜上,最终膜上无红色残留,达到良好的油水分离效果。
实施例6
(1)将10克在300℃下煅烧12h除去水分的埃洛石纳米管超声分散(超声频率为30KHz,功率范围为120w,超声时间为20min)在装有200ml无水乙醇的500ml三口瓶中,然后加入18克硅烷偶联剂3-氨基丙基三甲氧基硅烷,回流反应20h,产物在转速为3000rpm条件下离心10min、以去离子水直接冲洗,循环离心冲洗过程3次后于真空干燥箱中60℃下烘干9h,即得硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管。
(2)将硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管超声分散于质量浓度为25%的戊二醛水溶液中5h,然后在转速为3000rpm条件下离心10min、沉淀物以去离子水直接冲洗,循环离心冲洗过程3次后,得到席夫碱式埃洛石纳米管。
(3)将依次用无水乙醇、去离子水超声(超声频率为30KHz,功率为120w,超声时间为20min)清洗后的500目不锈钢丝网浸入质量浓度为8%的聚乙烯醇溶液中6min,垂直提拉起后,放入烘箱中140℃烘2h,得到聚乙烯醇不锈钢丝网膜。
(4)将席夫碱式埃洛石纳米管超声分散于去离子水中,放入聚乙烯醇不锈钢丝网膜,浸泡10h后,放入烘箱中140℃交联干燥5h。
(5)将负载有席夫碱式埃洛石纳米管的聚乙烯醇不锈钢丝网膜置于500ml烧杯中,加入PH7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液反应5h,还原席夫碱得到对银离子有络合作用的氨基基团,经去离子水冲洗3次、烘箱中140℃烘干2h,得到埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜。
(6)将埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜泡入0.2M硝酸银水溶液中15h,以保证银离子的充分负载,然后取出网膜,以去离子水洗涤3次后,迅速浸入PH7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液反应5h,还原银离子得到具有抗菌活性的银单质,提拉取出网膜后以去离子洗涤3次,于真空干燥箱中60℃干燥12h,得到所述载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离网膜。
选用金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,购自Sigma-Aldrich公司)作为抗菌实验菌落,将菌种在37℃的5%水解酪蛋白肉汤中培育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1X105CFU/mL的菌种悬浮液。本实施例得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离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,灭杀率为99%。
本实施例得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离网膜放在自制的过滤装置中部内侧,通过旋紧固定网膜,将水用红墨水染成红色,与三氯甲烷按体积比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,而三氯甲烷始终阻挡在膜上,最终膜上无红色残留,达到良好的油水分离效果。
实施例7
(1)将10克在500℃下煅烧8h除去水分的埃洛石纳米管超声分散(超声频率为40KHz,功率范围为150w,超声时间为10min)在装有200ml无水乙醇的500ml三口瓶中,然后加入16克硅烷偶联剂N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷,回流反应16h,产物在转速为5000rpm条件下离心5min、以去离子水直接冲洗,循环离心冲洗过程3次后于真空干燥箱中80℃下烘干5h,即得硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管。
(2)将硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管超声分散于质量浓度为25%的戊二醛水溶液中6h,然后在转速为5000rpm条件下离心5min、沉淀物以去离子水直接冲洗,循环离心冲洗过程3次后,得到席夫碱式埃洛石纳米管。
(3)将依次用无水乙醇、去离子水超声(超声频率为40KHz,功率为150w,超声时间为10min)清洗后的200目不锈钢丝网浸入质量浓度为6%的聚乙烯醇溶液中7min,垂直提拉起后,放入烘箱中130℃烘3h,得到聚乙烯醇不锈钢丝网膜。
(4)将席夫碱式埃洛石纳米管超声分散于去离子水中,放入聚乙烯醇不锈钢丝网膜,浸泡8h后,放入烘箱中130℃交联干燥6h。
(5)将负载有席夫碱式埃洛石纳米管的聚乙烯醇不锈钢丝网膜置于500ml烧杯中,加入PH7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液反应4h,还原席夫碱得到对银离子有络合作用的氨基基团,经去离子水冲洗3次、烘箱中130℃烘干3h,得到埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜。
(6)将埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜泡入0.3M硝酸银水溶液中10h,以保证银离子的充分负载,然后取出网膜,以去离子水洗涤3次后,迅速浸入PH7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液反应4h,还原银离子得到具有抗菌活性的银单质,提拉取出网膜后以去离子洗涤3次,于真空干燥箱中80℃干燥6h,得到所述载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离网膜。
选用大肠杆菌(Escherichia coli,购自Sigma-Aldrich公司)作为抗菌实验菌落,将菌种在37℃的5%水解酪蛋白肉汤中培育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1X105CFU/mL的菌种悬浮液。本实施例得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离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,灭杀率为99%。
本实施例得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离网膜放在自制的过滤装置中部内侧,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,达到良好的油水分离效果。
实施例8
(1)将10克在400℃下煅烧8h除去水分的埃洛石纳米管超声分散(超声频率为30KHz,功率范围为120w,超声时间为20min)在装有200ml无水乙醇的500ml三口瓶中,然后加入14克硅烷偶联剂3-氨基丙基三甲氧基硅烷,回流反应12h,产物在转速为4000rpm条件下离心8min、以去离子水直接冲洗,循环离心冲洗过程3次后于真空干燥箱中70℃下烘干7h,即得硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管。
(2)将硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管超声分散于质量浓度为25%的戊二醛水溶液中7h,然后在转速为4000rpm条件下离心8min、沉淀物以去离子水直接冲洗,循环离心冲洗过程3次后,得到席夫碱式埃洛石纳米管。
(3)将依次用无水乙醇、去离子水超声(超声频率为30KHz,功率为120w,超声时间为20min)清洗后的300目不锈钢丝网浸入质量浓度为4%的聚乙烯醇溶液中8min,垂直提拉起后,放入烘箱中120℃烘4h,得到聚乙烯醇不锈钢丝网膜。
(4)将席夫碱式埃洛石纳米管超声分散于去离子水中,放入聚乙烯醇不锈钢丝网膜,浸泡6h后,放入烘箱中120℃交联干燥8h。
(5)将负载有席夫碱式埃洛石纳米管的聚乙烯醇不锈钢丝网膜置于500ml烧杯中,加入PH7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液反应3h,还原席夫碱得到对银离子有络合作用的氨基基团,经去离子水冲洗3次、烘箱中120℃烘干5h,得到埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜。
(6)将埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜泡入0.5M硝酸银水溶液中5h,以保证银离子的充分负载,然后取出网膜,以去离子水洗涤3次后,迅速浸入PH7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液反应3h,还原银离子得到具有抗菌活性的银单质,提拉取出网膜后以去离子洗涤3次,于真空干燥箱中60℃干燥12h,得到所述载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离网膜。
选用金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,购自Sigma-Aldrich公司)作为抗菌实验菌落,将菌种在37℃的5%水解酪蛋白肉汤中培育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1X105CFU/mL的菌种悬浮液。本实施例得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离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,灭杀率为99%。
本实施例得到的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离网膜放在自制的过滤装置中部内侧,通过旋紧固定网膜,将水用红墨水染成红色,与柴油按体积比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,而柴油始终阻挡在膜上,最终膜上无红色残留,达到良好的油水分离效果。
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,其它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 (9)
1.一种载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜的制备方法,其特征在于包括以下制备步骤:
(1)将埃洛石纳米管除水后超声分散于无水乙醇中,然后加入硅烷偶联剂,回流反应12~24h,产物经离心、洗涤、干燥,即得硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管;
(2)将硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管超声分散于戊二醛水溶液中4~8h,然后经离心、洗涤,得到的席夫碱式埃洛石纳米管;
(3)将超声清洗后的不锈钢丝网浸入聚乙烯醇溶液中5~10min,取出后于120~150℃烘1~4h,得到聚乙烯醇不锈钢丝网膜;
(4)将步骤(2)所得席夫碱式埃洛石纳米管超声分散于去离子水中,然后放入步骤(3)所得聚乙烯醇不锈钢丝网膜浸泡4~12h,取出后于100~150℃交联干燥4~8h,得到负载有席夫碱式埃洛石纳米管的聚乙烯醇不锈钢丝网膜;
(5)将负载有席夫碱式埃洛石纳米管的聚乙烯醇不锈钢丝网膜置于还原剂溶液中反应2~6h,然后经洗涤、干燥,得到埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜;
(6)将埃洛石纳米管改性的聚乙烯醇不锈钢丝网膜置于硝酸银水溶液中浸泡2~20h负载银离子,然后取出网膜,经去离子水洗涤后,浸入还原剂溶液中反应2~6h,将网膜取出后洗涤、干燥,得到所述载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜;
步骤(1)中所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的任意一种;硅烷偶联剂的加入量为埃洛石纳米管质量的1~2倍。
2.根据权利要求1所述的一种载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述的除水是指在300~500℃下煅烧6~12h;所述的超声分散是指在超声频率为20~40KHz,功率范围为100~150w条件下超声分散10~30min。
3.根据权利要求1所述的一种载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜的制备方法,其特征在于:步骤(1)和步骤(2)中所述的离心是指在转速为3000~5000rpm条件下离心5~10min;步骤(1)中所述的干燥是指在真空干燥箱中40~80℃温度下烘干5~12h。
4.根据权利要求1所述的一种载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜的制备方法,其特征在于:步骤(2)中所述戊二醛水溶液的质量浓度为25%;步骤(3)中所述不锈钢丝网的孔径为200~500目,所述的超声清洗是指在频率为20~40KHz,功率范围为100~150w的条件为超声清洗10~30min,所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为1%~10%。
5.根据权利要求1所述的一种载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜的制备方法,其特征在于:步骤(5)和步骤(6)中的还原剂溶液是指PH为7~8、浓度0.1M的NaBH4溶液;步骤(5)中所述的干燥是指在100~150℃温度下烘干1~5h。
6.根据权利要求1所述的一种载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜的制备方法,其特征在于:步骤(6)中所述硝酸银水溶液的浓度为0.1~0.5M;所述的干燥是指于真空干燥箱中60~80℃干燥6~12h。
7.一种载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜,其特征在于:通过权利要求1~6任一项所述的方法制备得到。
8.权利要求7所述的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜在油水分离中的应用。
9.根据权利要求8所述的载银埃洛石纳米管-聚乙烯醇分离膜在油水分离中的应用,其特征在于:所述的油是指花生油、玉米油、大豆油、橄榄油、十二烷、十四烷、十六烷、十八烷、苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、汽油、煤油或柴油。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201511025515.8A CN105413496B (zh) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | 一种载银埃洛石纳米管‑聚乙烯醇分离膜及制备与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201511025515.8A CN105413496B (zh) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | 一种载银埃洛石纳米管‑聚乙烯醇分离膜及制备与应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105413496A CN105413496A (zh) | 2016-03-23 |
CN105413496B true CN105413496B (zh) | 2017-11-07 |
Family
ID=55492299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201511025515.8A Active CN105413496B (zh) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | 一种载银埃洛石纳米管‑聚乙烯醇分离膜及制备与应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105413496B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105771680A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-07-20 | 嘉兴中科检测技术服务有限公司 | 一种复合正渗透膜及其制备方法 |
CN106621835B (zh) * | 2016-12-21 | 2019-08-20 | 华南理工大学 | 一种载银埃洛石-聚乙烯醇超滤膜及其制备与应用 |
CN110746654B (zh) * | 2019-11-12 | 2021-06-22 | 华东理工大学 | 一种含埃洛石的阻燃抗菌复合物及其制备方法 |
CN111841496B (zh) * | 2020-07-24 | 2022-02-22 | 泉州南京大学环保产业研究院 | 一种快速制备载银活性炭的方法 |
CN114210367B (zh) * | 2021-11-11 | 2023-09-19 | 武汉工程大学 | 一种埃洛石纳米管改性聚乙烯醇海绵载银材料及其制备方法和应用 |
CN114870642B (zh) * | 2022-05-23 | 2023-09-12 | 哈尔滨工业大学水资源国家工程研究中心有限公司 | 一种用于滤池反冲洗废水处理的改性陶瓷膜的制备方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101999411A (zh) * | 2010-11-17 | 2011-04-06 | 郑州大学 | 埃洛石纳米管负载银单质型抗菌剂及其制备方法 |
CN102049204B (zh) * | 2011-01-17 | 2013-03-27 | 郑州大学 | 负载金属离子的埃洛石纳米管/聚醚砜杂化抗菌膜及其制备方法 |
CN102716676A (zh) * | 2012-05-10 | 2012-10-10 | 清华大学 | 一种具有水下超疏油性质的油水分离网膜及其制备方法 |
CN203976441U (zh) * | 2014-06-18 | 2014-12-03 | 浙江工业大学 | 一种高效便捷油水分离装置 |
-
2015
- 2015-12-29 CN CN201511025515.8A patent/CN105413496B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105413496A (zh) | 2016-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105413496B (zh) | 一种载银埃洛石纳米管‑聚乙烯醇分离膜及制备与应用 | |
Agcaoili et al. | Fabrication of polyacrylonitrile-coated kapok hollow microtubes for adsorption of methyl orange and Cu (II) ions in aqueous solution | |
CN102974238B (zh) | 一种利用生物制剂进行pva接枝的膜表面亲水改性方法 | |
CN104479487B (zh) | 一种具有表面微结构的低表面能生物抗菌防污涂层及其制备方法 | |
CN102049204B (zh) | 负载金属离子的埃洛石纳米管/聚醚砜杂化抗菌膜及其制备方法 | |
CN106902739A (zh) | 一种磁性氧化石墨烯的制备方法及应用 | |
CN113477193B (zh) | 一种海藻酸钠基气凝胶的制备及应用 | |
CN106422421A (zh) | 一种滤纸改性制备油水分离膜的方法及应用 | |
CN109261138A (zh) | 一种用于重金属离子吸附的超支化聚酰胺改性海藻酸钠微球及其制备方法 | |
CN109052596A (zh) | 适用于乳化油废水处理的磁性纳米絮凝剂的制备方法与应用 | |
CN102040742A (zh) | 一种具有抗蛋白吸附性质的表面材料及其制备方法 | |
CN105118598A (zh) | 一种耐强酸磁性粒子 | |
CN102161880A (zh) | 一种超顺磁性易降解吸油污材料的制备方法及其产品 | |
CN109092083A (zh) | 一种四氧化三铁/再生纤维素磁性正渗透膜的制备和应用 | |
CN107174980A (zh) | 一种纤维素叠层抗菌超滤膜的制备方法 | |
CN110448735A (zh) | 一种具有抗菌抗凝的两亲生物碳复合物及其制法和用途 | |
CN116589923A (zh) | 一种超亲水-水下超疏油涂层的制备方法及应用 | |
CN106861646B (zh) | 选择性吸附银离子的吸附材料的制备方法 | |
CN108525673A (zh) | 一种类芬顿固体催化剂及其制备方法和应用 | |
CN106478975B (zh) | 双功能嵌段聚合物的制备方法及其改性聚偏氟乙烯微滤膜的方法 | |
CN109629232B (zh) | 一种超疏水性纺织布及其制备方法与应用 | |
CN103877952A (zh) | 类软糖状聚硅氧烷吸附材料及其表面改性海绵的制备与应用 | |
CN112316927B (zh) | 一种快速吸附亚甲基蓝的水处理剂及其制备方法 | |
CN110052177A (zh) | 一种中空微球增强高通量聚丙烯腈过滤膜的制备方法 | |
CN105148871B (zh) | 一种环境友好的吸附玉米赤霉烯酮材料及其应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB03 | Change of inventor or designer information | ||
CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Feng Inventor after: Lu Ming Inventor after: Tu Weiping Inventor before: Tu Weiping Inventor before: Lu Ming Inventor before: Wang Feng |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
OL01 | Intention to license declared | ||
OL01 | Intention to license declared |