CN109589801A - 一种抗菌膜、及其制备方法和用途 - Google Patents

一种抗菌膜、及其制备方法和用途 Download PDF

Info

Publication number
CN109589801A
CN109589801A CN201811575100.1A CN201811575100A CN109589801A CN 109589801 A CN109589801 A CN 109589801A CN 201811575100 A CN201811575100 A CN 201811575100A CN 109589801 A CN109589801 A CN 109589801A
Authority
CN
China
Prior art keywords
molybdenum disulfide
antibacterial film
membrane
preparation
nano
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.)
Pending
Application number
CN201811575100.1A
Other languages
English (en)
Inventor
赵樱灿
陈纤华
张锡辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua Berkeley Shenzhen College Preparatory Office
Shenzhen Graduate School Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua Berkeley Shenzhen College Preparatory Office
Shenzhen Graduate School Tsinghua University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua Berkeley Shenzhen College Preparatory Office, Shenzhen Graduate School Tsinghua University filed Critical Tsinghua Berkeley Shenzhen College Preparatory Office
Priority to CN201811575100.1A priority Critical patent/CN109589801A/zh
Publication of CN109589801A publication Critical patent/CN109589801A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/02Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/027Nanofiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0079Manufacture of membranes comprising organic and inorganic components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10Supported membranes; Membrane supports
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/48Antimicrobial properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种抗菌膜、及其制备方法和用途,所述抗菌膜包括基膜以及覆于基膜上表面的抗菌层,所述抗菌层为纳米二硫化钼层。所述抗菌膜的制备方法,包括如下步骤:(1)制备纳米二硫化钼分散液;(2)将所述纳米二硫化钼分散液抽滤于基膜表面,干燥得到抗菌膜。本发明采用纳米二硫化钼覆于基膜上表面形成抗菌膜,纳米二硫化钼具有良好的抗菌性能,相对于银粉等抗菌材料,纳米二硫化钼不仅环境友好,而且成本低廉。本发明采用的基膜可以使二硫化钼稳定的粘附,二硫化钼可以提高其亲水性以及抗菌性能,应用于水处理领域具有良好的水过滤性能。

Description

一种抗菌膜、及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于膜技术领域,具体涉及一种抗菌膜、及其制备方法和用途。
背景技术
膜污染通常包括有机污染、无机污染、胶体污染和生物污染。这其中,膜生物污染是危害性最强的膜污染,由于膜表面微生物的结构、生长特性和分泌产物,造成膜性能下降,并且清洗困难,从而限制膜技术的广泛应用。因此,开发抗菌性能优异的抑菌膜,具有十分重要的实际意义。
抗菌性纳米材料,因其独特的结构及优异的抗菌性能,常用于修饰膜表面,进而增强膜的杀菌效果,控制膜生物污染。目前常用的抗菌性纳米材料为银纳米颗粒和石墨烯及其衍生物,银纳米颗粒具有优异的抑菌杀菌效果,主要靠银离子释放并与细菌细胞壁中的蛋白质中的硫相互作用,从而损害细胞的功能,但银离子的泄露会造成对环境产生二次污染等问题,且对人类健康可能会造成隐患;石墨烯及其衍生物不仅具有较强的抑菌性能,而且环境友好,但其在使用过程存在溶胀等问题,进而限制了其应用。
CN106079779B公开了一种透气抗菌膜及包含透气抗菌膜层的防水透气抗菌性薄膜,透气抗菌膜包括表层、涂料层和基材层;涂料层涂覆于基材层上,表层与基材层复合;基材层自上而下包括依次贴合的:抗菌聚酯型TPU面层、第一织物、普通TPU贴合层和第二织物;抗菌聚酯型TPU面层材料中添加纳米银抗菌剂,添加量占面层聚酯型TPU质量的2.5~5.5%。所述透气抗菌膜具有良好的抑菌性能,但其添加的纳米银抗菌剂会对环境造成污染,对人类健康造成隐患。
CN102049204B公开了一种负载金属离子的埃洛石纳米管/聚醚砜杂化抗菌膜的制备方法,属于膜技术领域。所述抗菌膜的制备方法包括:先将负载金属离子的埃洛石纳米管均匀分散于二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺中,然后加入聚醚砜树脂、聚乙烯吡咯烷酮或者加入聚醚砜树脂、聚乙烯吡咯烷酮和丙酮,并充分分散获得铸膜液;铸膜液过滤、脱泡后制成膜液薄层,薄层于凝胶浴中凝固即得所述的负载金属离子的埃洛石纳米管/聚醚砜杂化抗菌膜;其中所述负载金属离子的埃洛石纳米管是以硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管为载体,载体上负载有银单质或铜离子,每克载体上负载量为0.1~0.2g。所述抗菌膜在制备过程中添加的金属离子会对环境造成污染,且制备过程复杂,工业化生产困难。
CN107158973A公开了一种纳米氧化锌改性聚醚砜高通量抗菌膜及制备方法,制备过程包括:(1)将称取的制孔剂、纳米氧化锌加入有机溶剂中超声波分散;(2)再向有机溶剂中加入称取的聚醚砜,恒温搅拌,静置脱泡得铸膜液;(3)铸膜液刮制成膜后放入凝固液中浸泡至膜脱落,得纳米氧化锌改性聚醚砜高通量抗菌膜。所述方法制得抗菌膜表面易残存有机物,进而对膜造成污染。
因此,本领域需要开发一种新型抗菌膜的制备方法,且制备过程简单,制备得到的抗菌膜性能优异,可以满足诸多领域的需求。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种抗菌膜、及其制备方法和用途,本发明的抗菌膜具有良好的抗菌性以及抗污染能力,可用于纳滤膜等过滤膜中。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
本发明的目的之一是提供一种抗菌膜,所述抗菌膜包括基膜以及覆于基膜上表面的抗菌层,所述抗菌层为纳米二硫化钼层。
本发明采用纳米二硫化钼覆于基膜上表面形成抗菌膜,纳米二硫化钼具有良好的抗菌性能,相对于银粉等抗菌材料,纳米二硫化钼不仅环境友好,对环境不会造成二次污染,而且成本低廉。
本发明采用的纳米二硫化钼亲水性良好,进而不仅可以提升基膜亲水性能,使得抗菌膜水通量较大,而且可以提高膜的抗菌性和抗污染能力,使得抗菌膜的水通量衰减速率较低。本发明得到的抗菌膜水接触角≤62.6°,抑菌率为76%~100%,水通量≥554L/(m2·h),水通量衰减速率≤1.7%。
优选地,相对于直径为25~90mm的抗菌膜,所述抗菌膜中抗菌层的质量为0.1~2mg,例如0.2mg、0.5mg、0.8mg、1mg、1.2mg、1.5mg等。
本发明所述抗菌层的质量为抗菌膜中纳米二硫化钼的质量。
本发明抗菌膜中抗菌层的质量小于0.1mg时,抗菌膜的抗菌效果较差;抗菌膜中抗菌层的质量为2mg时,抗菌率为100%,抗菌膜中抗菌层的质量大于2mg时,对抗菌率已无提升作用。
优选地,所述基膜包括醋酸纤维素膜、聚酰胺复合膜、聚砜膜、聚酰胺膜、聚丙乙烯腈膜、醋酸-硝酸纤维素混合膜、聚碳酸酯膜和聚酰胺膜中的任意一种或至少两种的组合,优选聚砜膜。
本发明采用的基膜可以使二硫化钼稳定的粘附,当采用的基膜为聚砜膜时,因聚砜膜性质稳定,耐受pH范围广泛,孔径为0.03μm,适合做二硫化钼膜的支撑层,同时由于纳米二硫化钼亲水性良好,采用聚砜膜负载二硫化钼可以提高其亲水性以及抗菌性能,进而应用于水处理领域可以具有良好的水过滤性能。
优选地,所述抗菌膜的尺寸为25~90mm,例如30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm等。
优选地,所述抗菌膜的抑菌率为70~100%,例如75%、80%、85%、90%、95%等。
本发明的目的之二是提供一种抗菌膜的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)制备纳米二硫化钼分散液;
(2)将所述纳米二硫化钼分散液抽滤于基膜表面,干燥得到抗菌膜。
本发明采用抽滤制备抗菌膜,依靠压力的物理作用,让二硫化钼粘附在聚砜膜上,得到的抗菌膜内纳米二硫化钼纯度更高,分布更均匀,与基膜的粘附强度更大,并且制备方法简单,耗时短。
优选地,所述抽滤包括真空抽滤。
优选地,所述抽滤的时间为20~60s,例如25s、30s、35s、40s、50s等。
优选地,所述干燥的温度为40~80℃,例如50℃、60℃、70℃等。
优选地,所述干燥的时间为20~40min,例如25min、30min、35min等。
优选地,步骤(1)所述纳米二硫化钼分散液的质量浓度为200~800mg/L,例如300mg/L、400mg/L、500mg/L、600mg/L、700mg/L等。
优选地,所述纳米二硫化钼分散液中纳米二硫化钼为2H相。
优选地,所述纳米二硫化钼分散液中纳米二硫化钼的粒径为300~400nm,例如320nm、350nm、370nm、390nm等。
本发明纳米二硫化钼的粒径较小,赋予其良好的亲水性能和抗菌性能,进而可以进一步提高抗菌膜的水通量和抑菌性。
优选地,所述纳米二硫化钼分散液中纳米二硫化钼的层数为单层和/或多层。
优选地,步骤(1)所述纳米二硫化钼分散液的制备方法包括如下步骤:
(1)将二硫化钼、水和十二烷基硫酸钠混合,得到混合溶液;
(2)将所述混合溶液进行超声剥离处理,得到二硫化钼;
(3)将二硫化钼进行第一离心过程,收集上层滤液,然后将上层滤液进行第二离心过程,收集下层沉淀物,将所述下层沉淀物溶于水中,得到纳米二硫化钼分散液。
本发明采用的十二烷基硫酸钠中具有亲水基团和疏水基团,疏水基团可以与二硫化钼稳定结合,亲水基团使其稳定分散在水中,因亲疏水基团的作用,二硫化钼粉末被乳化成胶体,改善其在水溶液中的分散性,进而剥离更加彻底,剥离得到的二硫化钼可以稳定的分散于水溶液中,且具有良好的抑菌性能。
本发明在剥离二硫化钼过程中,采用的溶剂为水,相对于采用有机溶剂,采用水为溶剂制得的二硫化钼表面不会残存有机物,制得二硫化钼的纯度更高,纯度≥99.95%。
本发明采用超声剥离二硫化钼,整个剥离过程高效且操作简单,不需要苛刻的反应条件,可工业化生产,相对于采用插层法制备的二硫化钼,本发明采用超声剥离得到的二硫化钼稳定性更高。
优选地,步骤(1)所述二硫化钼、水和十二烷基硫酸钠的质量比为4~6:1000:0.8~1.1,例如4:1000:0.8、5:1000:0.9、5:1000:1、6:1000:1、6:1000:1.1、4:1000:1.1等。
优选地,步骤(2)所述超声剥离处理的温度为室温。
优选地,所述超声剥离处理的时间为8~20h,例如10h、12h、15h、17h、18h等。
剥离时间小于8h,二硫化钼剥离不彻底,剥离时间大于20h,反应时间过长,效率较低,影响工业化生产。
优选地,所述超声剥离处理的功率为220~300W,例如230W、240W、250W、260W、270W、280W、290W等。
优选地,步骤(3)所述第一离心过程的转速为2500~3500rpm,例如2800rpm、3000rpm、3200rpm、3400rpm等。
优选地,所述第一离心过程的时间为20~40min,例如25min、30min、35min、38min等。
优选地,所述第二离心过程的转速为10000~15000rpm,例如11000rpm、12000rpm、13000rpm、14000rpm等。
优选地,所述第二离心过程的时间为20~40min,例如25min、30min、35min、38min等。
优选地,所述第二离心过程的次数为2~4次,例如2次、3次、4次。
作为优选技术方案,本发明所述抗菌膜的制备方法,包括如下步骤:
(1)将二硫化钼、水和十二烷基硫酸钠按质量比为4~6:1000:0.8~1.1混合,得到混合溶液;
(2)将所述混合溶液在室温下,220~300W功率超声剥离处理8~20h,得到二硫化钼;
(3)将所述二硫化钼在转速为2500~3500rpm下,离心20~40min,收集上层滤液,然后将上层滤液进行2~4次离心,每次离心的转速为10000~15000rpm,每次离心的时间为20~40min,收集下层沉淀物,将所述下层沉淀物溶于水中,得到质量浓度为200~800mg/L的纳米二硫化钼分散液;
(4)将所述纳米二硫化钼分散液真空抽滤于膜表面,抽滤时间为20~60s,40~80℃干燥20~40min得到抗菌膜。
本发明目的之三是提供一种纳滤膜,所述纳滤膜包括目的之一所述的抗菌膜。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明采用纳米二硫化钼覆于基膜上表面形成抗菌膜,纳米二硫化钼具有良好的抗菌性能,相对于银粉等抗菌材料,纳米二硫化钼不仅环境友好,而且成本低廉;同时本发明采用的纳米二硫化钼亲水性良好,进而不仅可以提升基膜亲水性能,使得抗菌膜水通量较大,而且可以提高膜的抗菌性和抗污染能力,使得抗菌膜的水通量衰减速率较低。本发明得到的抗菌膜水接触角≤62.6°,抑菌率为76%~100%,水通量≥554L/(m2·h),水通量衰减速率≤1.7%。
(2)本发明采用的基膜可以使二硫化钼稳定的粘附,当采用的基膜为聚砜膜时,因聚砜膜性质稳定,耐受pH范围广泛,孔径为0.03μm,适合做二硫化钼膜的支撑层,同时由于纳米二硫化钼亲水性良好,采用聚砜膜负载二硫化钼可以提高其亲水性以及抗菌性能,进而应用于水处理领域可以具有良好的水过滤性能。
(3)本发明采用十二烷基硫酸钠改善二硫化钼在水溶液中的分散性,进而剥离更加彻底,剥离得到的二硫化钼可以稳定的分散于水溶液中,形成分散液;本发明在剥离二硫化钼过程中,采用的溶剂为水,相对于采用有机溶剂,采用水为溶剂制得二硫化钼的纯度更高,纯度≥99.95%;本发明采用超声剥离二硫化钼,整个剥离过程高效且操作简单,可工业化生产,相对于采用插层法制备的二硫化钼,超声剥离得到的二硫化钼稳定性更高。
(4)本发明采用抽滤制备抗菌膜,依靠压力的物理作用,让二硫化钼粘附在聚砜膜上,得到的抗菌膜内纳米二硫化钼纯度更高,分布更均匀,与基膜的粘附强度更大,并且制备方法简单,耗时短。
附图说明
图1是本发明具体实施例1得到的纳米二硫化钼分散液图片;
图2是本发明实施例得到的抗菌膜图片,图中a为实施例4得到的抗菌膜,b为实施例6得到的抗菌膜,c为实施例7得到的抗菌膜,d为实施例1得到的抗菌膜;
图3是本发明具体实施例1和对比例2抑菌率测试对比图。
具体实施方式
为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种抗菌膜的制备方法包括如下步骤:
(1)将二硫化钼、水和十二烷基硫酸钠按质量比为5:1000:1混合,得到混合溶液;
(2)将所述混合溶液在室温下,250W功率超声剥离处理12h,得到二硫化钼;
(3)将所述二硫化钼在转速为3000rpm下,离心30min,收集上层滤液,然后将上层滤液进行3次离心,每次离心的转速为12000rpm,每次离心的时间为30min,收集下层沉淀物,将所述下层沉淀物溶于水中,得到质量浓度为300mg/L的纳米二硫化钼分散液如图1所示,纳米二硫化钼在水中的分散性良好;
(4)将6.7mL所述纳米二硫化钼分散液真空抽滤于聚砜膜表面,抽滤时间为40s,60℃干燥30min得到抗菌膜,抗菌膜上纳米二硫化钼的质量为2mg。得到的抗菌膜如图2中d所示,由图中可以看出纳米二硫化钼在抗菌膜表面分布均匀,附着性良好;图3为得到的抗菌膜和聚砜膜抑菌率对比图,由图中可以看出,本实施例得到的纳米二硫化钼抑菌性能良好,抑菌率为100%,无二硫化钼附着的聚砜膜无抑菌性,抑菌率为0%。
实施例2
与实施例1的区别在于,步骤(4)中聚砜膜替换为玻纤滤膜,所述玻纤滤膜孔径为0.1μm。
实施例3
与实施例1的区别在于,步骤(4)中加入纳米二硫化钼分散液0.4mL,得到抗菌膜上二硫化钼的质量为0.1mg,得到的抗菌膜如图2中a所示,由图中可以看出纳米二硫化钼在抗菌膜表面分布均匀,附着性良好。
实施例4
与实施例1的区别在于,步骤(4)中加入纳米二硫化钼分散液0.3mL,得到抗菌膜上二硫化钼的质量为0.08mg。
实施例5
与实施例1的区别在于,步骤(4)中加入纳米二硫化钼分散液1mL,得到抗菌膜上二硫化钼的质量为0.3mg,得到的抗菌膜如图2中b所示,由图中可以看出纳米二硫化钼在抗菌膜表面分布均匀,附着性良好。
实施例6
与实施例1的区别在于,步骤(4)中加入纳米二硫化钼分散液3.4mL,得到抗菌膜上二硫化钼的质量为1mg,得到的抗菌膜如图2中c所示,由图中可以看出纳米二硫化钼在抗菌膜表面分布均匀,附着性良好。
实施例7
一种抗菌膜的制备方法包括如下步骤:
(1)将1g二硫化钼粉加入40ml浓度为0.6mol/L的正丁基锂的正己烷溶液中,95℃反水热应5h,反应结束后冷却至室温,离心并用正己烷洗涤,60℃下真空干燥8h,得到锂插层的二硫化钼;
(2)将所述锂插层二硫化钼加入去离子水中,室温下超声水解6h,得到质量浓度为300mg/L的纳米二硫化钼片分散液;
(3)将6.7mL所述纳米二硫化钼分散液真空抽滤于聚砜膜表面,抽滤时间为40s,60℃干燥30min得到抗菌膜,抗菌膜上二硫化钼的质量为2mg。
实施例8
一种抗菌膜的制备方法包括如下步骤:
(1)将二硫化钼、水和十二烷基硫酸钠按质量比为4:1000:0.8混合,得到混合溶液;
(2)将所述混合溶液在室温下,220W功率超声剥离处理20h,得到二硫化钼;
(3)将6.7mL所述二硫化钼在转速为2500rpm下,离心40min,收集上层滤液,然后将上层滤液进行2次离心,每次离心的转速为10000rpm,每次离心的时间为40min,收集下层沉淀物,将所述下层沉淀物溶于水中,得到质量浓度为200mg/L的纳米二硫化钼分散液;
(4)将所述纳米二硫化钼分散液真空抽滤于聚砜膜表面,抽滤时间为20s,40℃干燥40min得到抗菌膜,抗菌膜上二硫化钼的质量为2mg。
实施例9
一种抗菌膜的制备方法包括如下步骤:
(1)将二硫化钼、水和十二烷基硫酸钠按质量比为6:1000:1.1混合,得到混合溶液;
(2)将所述混合溶液在室温下,300W功率超声剥离处理8h,得到二硫化钼;
(3)将所述二硫化钼在转速为3500rpm下,离心20min,收集上层滤液,然后将上层滤液进行4次离心,每次离心的转速为15000rpm,每次离心的时间为20min,收集下层沉淀物,将所述下层沉淀物溶于水中,得到质量浓度为800mg/L的纳米二硫化钼分散液;
(4)将2.5mL所述纳米二硫化钼分散液真空抽滤于聚砜膜表面,抽滤时间为60s,80℃干燥20min得到抗菌膜,抗菌膜上二硫化钼的质量为2mg。
对比例1
与实施例1的区别在于,将纳米二硫化钼替换为氧化石墨烯。
对比例2
与实施例1的区别在于,不添加纳米二硫化钼,将聚砜膜作为抗菌膜。
对比例3
与实施例1的区别在于,将纳米二硫化钼替换为粒径200~100nm的纳米氧化锌。
性能测试:
将制备得到的抗菌膜进行如下性能测试:
(1)抑菌性能测试:将制得的抗菌膜与大肠杆菌细胞在37℃和125rpm振荡速度下孵育3小时,观察抗菌膜中细菌菌落的数量,计算抑菌率;空白试验中采用不添加抗菌膜,大肠杆菌细胞在水溶液中37℃和125rpm振荡速度下孵育3小时,观察水溶液中细菌菌落的数量,抑菌率=1-抗菌膜中细菌菌落的数量/水溶液中细菌菌落的数量。
(2)水通量:通过公式计算其中J表示水通量,Q表示液体透过量,A表示膜面积,t表示透过液体的时间,本发明所述液体为去离子水。
(3)水通量衰减速率:在相同环境下,测试第一个月每天水通量的平均值J1和第6个月每天水通量的平均值J2计算每月水通量的衰减速率。
(4)水接触角:采用接触角测试仪,测试抑菌膜与水滴间的接触角。
表1
通过表1可以看出,本发明实施例1~9得到的抗菌膜亲水性良好,水接触角≤62.6°;抑菌性良好,抑菌率为76%~100%;水通量较大,水通量≥554L/(m2·h);水通量衰减速率较小,水通量衰减速率≤1.7%。
通过表1可以看出,本发明实施例2相对于实施例1抑菌率较小,水通量衰减速率较大,水接触角较大,可能是因为实施例2中采用孔径为0.1μm的玻纤滤膜,孔径较大所以水通量较大,但玻纤滤膜与二硫化钼的结合性较差,二硫化钼不易在玻纤滤膜上粘附,进而导致二硫化钼对玻纤滤膜的亲水性和抑菌性改善效果较差,且玻纤滤膜的孔径较大,对二硫化钼的支撑性较差,所以实施例2相对于实施例1抑菌率较小,水通量衰减速率较大,水接触角较大。
通过表1可以看出,本发明实施例4相对于实施例1抑菌率和水通量较小,水通量衰减速率较大,水接触角较大,可能是因为实施例4中二硫化钼的质量过小,进而导致二硫化钼对聚砜膜的亲水性和抑菌性改善效果较差,并且容易受到污染,导致水通量的衰减,所以实施例4相对于实施例1抑菌率和水通量较小,水通量衰减速率较大,水接触角较大。
通过表1可以看出,本发明实施例7相对于实施例1抑菌率和水通量较小,水通量衰减速率较大,水接触角较大,可能是因为实施例7中采用锂插层得到的二硫化钼,锂插层的二硫化钼应用于抗菌膜中稳定性较差,且对聚砜膜的亲水性和抑菌性改善效果较差,所以实施例7相对于实施例1抑菌率和水通量较小,水通量衰减速率较大,水接触角较大。
通过表1可以看出,本发明对比例1相对于实施例1抑菌率和水通量较小,水通量衰减速率较大,水接触角较大,可能是因为对比例1中采用氧化石墨烯,氧化石墨烯应用于抗菌膜中存在溶胀等问题,进而得到的抗菌膜性能较差,所以对比例1相对于实施例1抑菌率和水通量较小,水通量衰减速率较大,水接触角较大。
通过表1可以看出,本发明对比例2相对于实施例1抑菌率和水通量较小,水通量衰减速率较大,水接触角较大,可能是因为对比例2中采用聚砜膜作为抗菌膜,聚砜膜自身亲水性较差,无抑菌效果,且容易受到污染,所以对比例2相对于实施例1抑菌率和水通量较小,水通量衰减速率较大,水接触角较大。
通过表1可以看出,本发明对比例3相对于实施例1抑菌率和水通量较小,水通量衰减速率较大,水接触角较大,可能是因为对比例3中采用纳米氧化锌,纳米氧化锌具有一定的抑菌性,但其与聚砜膜结合性较差,不易在聚砜膜上粘附,且纳米氧化锌的粒径较小(200~100nm),聚砜膜容易堵孔,降低水通量,且水通量衰减速率较大,所以对比例3相对于实施例1抑菌率和水通量较小,水通量衰减速率较大,水接触角较大。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种抗菌膜,其特征在于,所述抗菌膜包括基膜以及覆于基膜上表面的抗菌层,所述抗菌层为纳米二硫化钼层。
2.如权利要求1所述的抗菌膜,其特征在于,相对于直径为25~90mm的抗菌膜,所述抗菌膜中抗菌层的质量为0.1~2mg;
优选地,所述基膜包括醋酸纤维素膜、聚酰胺复合膜、聚砜膜、聚酰胺膜、聚丙乙烯腈膜、醋酸-硝酸纤维素混合膜、聚碳酸酯膜、玻纤滤膜和聚酰胺膜中的任意一种或至少两种的组合,优选聚砜膜;
优选地,所述抗菌膜的抑菌率为70~100%。
3.一种如权利要求1或2所述抗菌膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
(1)制备纳米二硫化钼分散液;
(2)将所述纳米二硫化钼分散液抽滤于基膜表面,干燥得到抗菌膜。
4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述抽滤包括真空抽滤;
优选地,所述抽滤的时间为20~60s;
优选地,所述干燥的温度为40~80℃;
优选地,所述干燥的时间为20~40min。
5.如权利要求3或4所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述纳米二硫化钼分散液的质量浓度为200~800mg/L;
优选地,所述纳米二硫化钼分散液中纳米二硫化钼为2H相;
优选地,所述纳米二硫化钼分散液中纳米二硫化钼的粒径为300~400nm;
优选地,所述纳米二硫化钼分散液中纳米二硫化钼的层数为单层和/或多层。
6.如权利要求3-5之一所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述纳米二硫化钼分散液的制备方法包括如下步骤:
(1)将二硫化钼、水和十二烷基硫酸钠混合,得到混合溶液;
(2)将所述混合溶液进行超声剥离处理,得到二硫化钼;
(3)将二硫化钼进行第一离心过程,收集上层滤液,然后将上层滤液进行第二离心过程,收集下层沉淀物,将所述下层沉淀物溶于水中,得到纳米二硫化钼分散液。
7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述二硫化钼、水和十二烷基硫酸钠的质量比为4~6:1000:0.8~1.1;
优选地,步骤(2)所述超声剥离处理的温度为室温;
优选地,所述超声剥离处理的时间为8~20h;
优选地,所述超声剥离处理的功率为220~300W。
8.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述第一离心过程的转速为2500~3500rpm;
优选地,所述第一离心过程的时间为20~40min;
优选地,所述第二离心过程的转速为10000~15000rpm;
优选地,所述第二离心过程的时间为20~40min;
优选地,所述第二离心过程的次数为2~4次。
9.如权利要求6-8之一所述抗菌膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将二硫化钼、水和十二烷基硫酸钠按质量比为4~6:1000:0.8~1.1混合,得到混合溶液;
(2)将所述混合溶液在室温下,220~300W功率超声剥离处理8~20h,得到二硫化钼;
(3)将所述二硫化钼在转速为2500~3500rpm下,离心20~40min,收集上层滤液,然后将上层滤液进行2~4次离心,每次离心的转速为10000~15000rpm,每次离心的时间为20~40min,收集下层沉淀物,将所述下层沉淀物溶于水中,得到质量浓度为200~800mg/L的纳米二硫化钼分散液;
(4)将所述纳米二硫化钼分散液真空抽滤于膜表面,抽滤时间为20~60s,40~80℃干燥20~40min得到抗菌膜。
10.一种纳滤膜,其特征在于,所述纳滤膜包括权利要求1或2所述的抗菌膜。
CN201811575100.1A 2018-12-21 2018-12-21 一种抗菌膜、及其制备方法和用途 Pending CN109589801A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811575100.1A CN109589801A (zh) 2018-12-21 2018-12-21 一种抗菌膜、及其制备方法和用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811575100.1A CN109589801A (zh) 2018-12-21 2018-12-21 一种抗菌膜、及其制备方法和用途

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109589801A true CN109589801A (zh) 2019-04-09

Family

ID=65963372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811575100.1A Pending CN109589801A (zh) 2018-12-21 2018-12-21 一种抗菌膜、及其制备方法和用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109589801A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110141976A (zh) * 2019-04-28 2019-08-20 浙江大学 具有光热转化效应的抗氯、抗菌二硫化钼/聚酯复合纳滤膜及其制备方法
CN110548401A (zh) * 2019-08-27 2019-12-10 武汉艾科滤膜技术有限公司 一种抑菌超滤膜组件
CN111214966A (zh) * 2019-12-23 2020-06-02 自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所 一种表面原位共沉淀法制备抑菌聚合物膜的方法
CN112642291A (zh) * 2020-12-30 2021-04-13 陕西科技大学 一种氨基酸键合二硫化钼反渗透膜及其制备方法和应用
CN113019147A (zh) * 2021-04-08 2021-06-25 南阳师范学院 一种复合聚酰胺纳滤膜的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104138716A (zh) * 2014-08-06 2014-11-12 哈尔滨工业大学 一种纳米MoS2改性PVDF超滤膜的制备方法
CN104560347A (zh) * 2014-12-29 2015-04-29 北京航空航天大学 一种原位制备二硫化钼纳米片水基润滑剂的方法
CN106298259A (zh) * 2016-08-22 2017-01-04 河南师范大学 一种2h相单层二硫化钼纳米片的制备方法
CN107500358A (zh) * 2017-09-22 2017-12-22 南京师范大学 一种纳米二硫化钼的制备方法及其制备的二硫化钼
CN108993168A (zh) * 2018-08-21 2018-12-14 河南又日新环保设备有限公司 一种活性层为二硫化钼的有机溶剂纳滤复合膜及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104138716A (zh) * 2014-08-06 2014-11-12 哈尔滨工业大学 一种纳米MoS2改性PVDF超滤膜的制备方法
CN104560347A (zh) * 2014-12-29 2015-04-29 北京航空航天大学 一种原位制备二硫化钼纳米片水基润滑剂的方法
CN106298259A (zh) * 2016-08-22 2017-01-04 河南师范大学 一种2h相单层二硫化钼纳米片的制备方法
CN107500358A (zh) * 2017-09-22 2017-12-22 南京师范大学 一种纳米二硫化钼的制备方法及其制备的二硫化钼
CN108993168A (zh) * 2018-08-21 2018-12-14 河南又日新环保设备有限公司 一种活性层为二硫化钼的有机溶剂纳滤复合膜及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
纵伟主编: "《食品工业新技术》", 30 April 2006, 东北林业大学出版社 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110141976A (zh) * 2019-04-28 2019-08-20 浙江大学 具有光热转化效应的抗氯、抗菌二硫化钼/聚酯复合纳滤膜及其制备方法
CN110548401A (zh) * 2019-08-27 2019-12-10 武汉艾科滤膜技术有限公司 一种抑菌超滤膜组件
CN111214966A (zh) * 2019-12-23 2020-06-02 自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所 一种表面原位共沉淀法制备抑菌聚合物膜的方法
CN112642291A (zh) * 2020-12-30 2021-04-13 陕西科技大学 一种氨基酸键合二硫化钼反渗透膜及其制备方法和应用
CN113019147A (zh) * 2021-04-08 2021-06-25 南阳师范学院 一种复合聚酰胺纳滤膜的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109589801A (zh) 一种抗菌膜、及其制备方法和用途
CN105396466B (zh) 一种纤维素纳米纤维-氧化石墨烯杂化的复合超滤膜及其制备方法
CN107243260B (zh) 一种新型超疏水聚偏氟乙烯油水分离膜及其制备方法
CN105921031B (zh) 一种羧基化氧化石墨烯及其对有机分离膜的改性方法
CN103464004B (zh) 高强度纳米改性超滤膜及其制备方法
CN108187512A (zh) 一种高通量聚酰胺纳滤复合膜及其制备方法
CN108409981A (zh) 一种改性金属有机框架和复合纳滤膜的制备方法
CN107540882A (zh) 一种多功能壳聚糖复合海绵的制备方法及应用
CN102085459B (zh) 一种抗污染油水分离超滤膜的制备方法
CN106582326B (zh) 一种抗菌复合纳滤膜及其制备方法和应用
CN103319739B (zh) 一种甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法
CN103551055A (zh) 一种醋酸纤维素滤膜的改性方法
CN107433141A (zh) 一种具备抗污染‑自清洁、抗菌性能的多壁碳纳米管杂化超滤膜
CN110252158A (zh) 一种MoS2/GO/CA复合膜及其制备方法
CN113244793B (zh) 一种耐用高通量乳液分离膜材料的制备及应用
Chen et al. A super-hydrophobic and antibiofouling membrane constructed from carbon sphere-welded MnO2 nanowires for ultra-fast separation of emulsion
CN109304088A (zh) 一种耐强酸强碱的海水淡化膜及其制备方法与应用
CN108744994A (zh) 一种高通量耐污染纳滤膜的制备方法
CN105536567B (zh) 一种海鞘纳米纤维素超滤膜及其制备方法和应用
CN106943891B (zh) 耐污染复合膜及其制备方法、油水乳液分离方法
CN107694356B (zh) 一种β-CD/HNTs共混聚偏氟乙烯膜及制备方法
CN110280148B (zh) 一种由亲水石墨烯改性的聚偏氟乙烯超滤膜的制备方法
CN108380047A (zh) 具有离子选择性分离的氧化石墨烯复合纳滤膜及其制备方法
CN105597578B (zh) 一种定向诱导负载纳米银抗菌分离膜及其制备方法
CN106310960A (zh) 一种基于静电纺和自组装的聚赖氨酸纳滤膜及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190409

RJ01 Rejection of invention patent application after publication