CN110404418A - 一种抗菌超滤膜及其制备方法 - Google Patents
一种抗菌超滤膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110404418A CN110404418A CN201910719084.7A CN201910719084A CN110404418A CN 110404418 A CN110404418 A CN 110404418A CN 201910719084 A CN201910719084 A CN 201910719084A CN 110404418 A CN110404418 A CN 110404418A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ultrafiltration membrane
- thiazole
- preparation
- triazine
- antibacterial
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- 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
- B01D67/0002—Organic membrane manufacture
- B01D67/0009—Organic membrane manufacture by phase separation, sol-gel transition, evaporation or solvent quenching
- B01D67/0011—Casting solutions therefor
-
- 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
- B01D67/0002—Organic membrane manufacture
- B01D67/0009—Organic membrane manufacture by phase separation, sol-gel transition, evaporation or solvent quenching
- B01D67/0013—Casting processes
-
- 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
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/66—Polymers having sulfur in the main chain, with or without nitrogen, oxygen or carbon only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
- C08G69/42—Polyamides containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen, and nitrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
- B01D2323/02—Hydrophilization
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/36—Hydrophilic membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/48—Antimicrobial properties
Abstract
本发明公开了一种抗菌超滤膜的制备方法,包括如下步骤:步骤S1、基于噻唑三嗪基聚酰胺的制备,步骤S2、基于噻唑三嗪基聚酰胺的接枝改性,步骤S3、制膜过程。本发明还公开了根据所述一种抗菌超滤膜的制备方法制备而成的抗菌超滤膜。本发明公开的抗菌超滤膜综合性能优异,抗菌效果显著,耐候性和耐高温性能佳,水通量高,抗污染性能和机械力学性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域,尤其涉及一种抗菌超滤膜及其制备方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展,水资源越来越成为经济发展的制约因素,因此减少污水排放,对废水进行再生利用已经成为一种必然趋势。目前对废水进行处理的方法很多,这些方法或多或少存在出水质量不高,稳定性差和占地大等缺点,利用膜分离技术对废水进行再生利用处理是现阶段常用的一种方法,由于其能源消耗小、低能耗、低成本、分离装置简单、操作容易、制造简单,易于与其它分离技术相结合等优点,被广泛地应用在水资源利用、生物医药制备、食品生产以及环境净化领域。
用于对物料进行分离的膜技术按照分离过程和分离精度划分主要有反渗透、纳滤、超滤、微滤等,其中超滤膜的孔径范围为1nm~0.1μm,主要用于从液相物质中分离大分子化合物(蛋白质、淀粉、天然胶、酶等),胶体分散液(颜料、乳液粒子、微生物等),其分离机理是物理筛选作用。这种膜技术克服了传统污水深度处理技术效果不稳定及运行费用高的问题,根据工程使用经验,超滤膜透过量受到料液的速度、操作压力等一系列因素的影响,通过技术参数的合理选取,可以保证出水水质的稳定及可靠。
目前,常见的超滤膜为聚偏氟乙烯材质,这类超滤膜具有良好的热稳定性,化学稳定性,优异的机械性能,受到广泛关注,但由于其表面能低,具有较强的疏水性,制得的膜亲水性差,在水处理过程中易吸附水中蛋白质、胶体粒子等疏水性物质,导致膜过滤性能降低,现有技术中的其他种类超滤膜也或多或少存在耐候性和耐高温性能差、耐化学稳定性不佳,水通量不高,抗污染性能和机械力学性能有待进一步提高的问题。除此以外,由于废水中的微生物和细菌在超滤膜的使用过程中会在其上沉积繁殖,形成生物膜而对超滤膜造成污染,使得现有技术中的超滤膜通量急剧降低,进而缩短了超滤膜的使用寿命,提高了废水处理与回收成本。
因此,开发一种抗菌效果显著,耐高温性能优异,综合性能佳的超滤膜显得尤其重要。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷,本发明提供一种抗菌超滤膜,该超滤膜综合性能优异,抗菌效果显著,耐候性和耐高温性能佳,水通量高,抗污染性能和机械力学性能优异;同时,本发明还提供了所述抗菌超滤膜的制备方法。
为达到上述发明目的,本发明采用的技术方案是,一种抗菌超滤膜的制备方法,包括如下步骤:
步骤S1、基于噻唑三嗪基聚酰胺的制备:将4,7-二氨基-2,1,3-苯并噻二唑、2-苯基-1,3-噻唑-4,5-二羧酸、催化剂溶于高沸点溶剂中形成溶液,再将溶液加入反应釜中,用氮气或惰性气体吹扫置换釜内空气,常压下88-98℃反应3-5小时,后升温至260-270℃,在100-300Pa下进行缩聚反应10-15小时,后再向其中加入1-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)胍,在温度250-260℃,压力50-150Pa下继续反应6-8小时,最后冷却至室温,调至常压,在水中沉出,后用乙醇洗涤,再旋蒸除去乙醇,得到基于噻唑三嗪基聚酰胺;
步骤S2、基于噻唑三嗪基聚酰胺的接枝改性:将经过步骤S1制备得到的基于噻唑三嗪基聚酰胺溶于N-甲基吡咯烷酮中形成溶液,然后向溶液中加入3-氯丙基三甲氧基硅烷,在60-80℃下搅拌反应8-12小时,后在水中沉出,后用乙醇洗涤,再旋蒸除去乙醇,得到三甲氧基硅烷离子化基于噻唑三嗪基聚酰胺;
步骤S3、制膜过程:将经过步骤S2制备得到的三甲氧基硅烷离子化基于噻唑三嗪基聚酰胺、制孔剂加入到有机溶剂中,超声分散15-25分钟,真空脱泡,得到铸膜液,然后将铸膜液均匀刮涂在大孔有机膜表面上,形成厚度为30-80μm的涂层;再将刮涂后的涂层在室温的空气中静置蒸发0-60s,之后浸没在25-40℃下的纯水凝固浴中15-30min,在大孔有机膜表面析出成膜;后水洗,然后在40-60℃,跨膜压差为0.3-0.7MPa下,用质量分数为0.5-5wt%的添加剂溶液过滤25-45分钟,得到超滤膜。
进一步地,步骤S1中所述4,7-二氨基-2,1,3-苯并噻二唑、2-苯基-1,3-噻唑-4,5-二羧酸、催化剂、高沸点溶剂、1-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)胍的质量比为1.2:1:(0.5-1):(5-10):0.2。
优选地,所述催化剂选自硫代膦酸酯、亚磷酸、硫代磷酰胺中的至少一种;所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种;所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种。
进一步地,步骤S2中所述基于噻唑三嗪基聚酰胺、N-甲基吡咯烷酮、3-氯丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:(3-5):(0.3-0.6)。
进一步地,步骤S3中所述三甲氧基硅烷离子化基于噻唑三嗪基聚酰胺、制孔剂、有机溶剂的质量比为1:(0.05-0.1):(3-5)。
优选地,所述制孔剂为浮石、聚乙烯吡咯烷酮、水、乙醇中的任意一种或几种的组合。
优选地,所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃中的任意一种或几种的组合。
优选地,所述大孔有机基膜为聚偏氟乙烯膜、聚四氟乙烯膜、聚对苯二甲酸二乙醇酯膜中的一种。
进一步地,所述添加剂为羧基聚乙二醇、甘草酸、海藻酸中的至少一种。
本发明的另一个目的在于提供一种采用上述抗菌超滤膜的制备方法制备而成的抗菌超滤膜。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
(1)本发明提供的抗菌超滤膜,制备方法简单易行,原料来源丰富,制备效率好,产品合格率高,适合规模化生产,具有较高的推广应用价值、经济价值、社会价值和生态价值。
(2)本发明提供的抗菌超滤膜,克服了现有技术中的常见超滤膜表面能低,具有较强的疏水性,制得的膜亲水性差,在水处理过程中易吸附水中蛋白质、胶体粒子等疏水性物质,导致膜过滤性能降低,耐候性和耐高温性能差、耐化学稳定性不佳,水通量不高,抗污染性能和机械力学性能有待进一步提高,抗菌性的技术缺陷,具有综合性能优异,抗菌效果显著,耐候性和耐高温性能佳,水通量高,抗污染性能和机械力学性能优异。
(3)本发明提供的抗菌超滤膜,分子主链采用4,7-二氨基-2,1,3-苯并噻二唑、2-苯基-1,3-噻唑-4,5-二羧酸经过缩聚反应形成齐聚物,然后与1-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)胍继续缩聚反应,形成含有噻唑、三嗪和胍结构的缩聚物,首先,噻唑与胍结构均是具有抗菌性能的,通过缩聚进入分子链,一来能提高成膜性,二来能使得二者更好地协效增强抗菌性的作用,三嗪结构的引入能增强材料的抗菌性、抗紫外老化性;具有这种结构的聚合物主体材料综合性能优异,耐候性,耐高温性能佳,抗菌效果显著。
(4)本发明提供的抗菌超滤膜,通过改性引入三甲氧基硅烷离子盐结构,一来,引入的离子盐为后续超滤膜的离子交联提供反应位点,二来通过离子化提高膜的亲水性,提高水通量和抗污能力;另外,由于电荷相斥作用,可以抵抗膜污染;在离子盐结构上还有硅,能提高材料的综合性能;其次,三甲氧基硅烷结构的引入能改善各成分之间的相容性,进而进一步提高超滤膜的性能稳定性,使得其空隙更加均匀,超滤效果更佳,产品合格率更高。
(5)本发明提供的抗菌超滤膜,在制膜过程中材料羧基聚乙二醇、甘草酸或海藻酸溶液进行过滤,其上的羧基与膜基材上的离子盐发生离子交联反应,有效改善膜的综合性能,且通过交联,能有效改善膜表面的亲水性和水通量。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案,并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂,下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明下述实施例中所使用的原料均为商业购买。
实施例1
一种抗菌超滤膜的制备方法,包括如下步骤:
步骤S1、基于噻唑三嗪基聚酰胺的制备:将4,7-二氨基-2,1,3-苯并噻二唑、2-苯基-1,3-噻唑-4,5-二羧酸、硫代膦酸酯溶于二甲亚砜中形成溶液,再将溶液加入反应釜中,用氮气吹扫置换釜内空气,常压下88℃反应3小时,后升温至260℃,在100Pa下进行缩聚反应10小时,后再向其中加入1-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)胍,在温度250℃,压力50Pa下继续反应6小时,最后冷却至室温,调至常压,在水中沉出,后用乙醇洗涤,再旋蒸除去乙醇,得到基于噻唑三嗪基聚酰胺;所述4,7-二氨基-2,1,3-苯并噻二唑、2-苯基-1,3-噻唑-4,5-二羧酸、硫代膦酸酯、二甲亚砜、1-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)胍的质量比为1.2:1:0.5:5:0.2;
步骤S2、基于噻唑三嗪基聚酰胺的接枝改性:将经过步骤S1制备得到的基于噻唑三嗪基聚酰胺100g溶于N-甲基吡咯烷酮300g中形成溶液,然后向溶液中加入3-氯丙基三甲氧基硅烷30g,在60℃下搅拌反应8小时,后在水中沉出,后用乙醇洗涤,再旋蒸除去乙醇,得到三甲氧基硅烷离子化基于噻唑三嗪基聚酰胺;
步骤S3、制膜过程:将经过步骤S2制备得到的三甲氧基硅烷离子化基于噻唑三嗪基聚酰胺100g、浮石5g加入到N,N-二甲基甲酰胺300g中,超声分散15分钟,真空脱泡,得到铸膜液,然后将铸膜液均匀刮涂在聚偏氟乙烯膜表面上,形成厚度为30μm的涂层;再将刮涂后的涂层在室温的空气中静置蒸发0.5s,之后浸没在25℃下的纯水凝固浴中15min,在聚偏氟乙烯膜表面析出成膜;后水洗,然后在40℃,跨膜压差为0.3MPa下,用质量分数为0.5wt%的羧基聚乙二醇溶液过滤25分钟,得到超滤膜。
本发明的另一个目的在于提供一种采用上述抗菌超滤膜的制备方法制备而成的抗菌超滤膜。
实施例2
一种抗菌超滤膜的制备方法,包括如下步骤:
步骤S1、基于噻唑三嗪基聚酰胺的制备:将4,7-二氨基-2,1,3-苯并噻二唑、2-苯基-1,3-噻唑-4,5-二羧酸、亚磷酸溶于N,N-二甲基甲酰胺中形成溶液,再将溶液加入反应釜中,用氦气吹扫置换釜内空气,常压下90℃反应3.5小时,后升温至262℃,在150Pa下进行缩聚反应11小时,后再向其中加入1-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)胍,在温度252℃,压力70Pa下继续反应6.5小时,最后冷却至室温,调至常压,在水中沉出,后用乙醇洗涤,再旋蒸除去乙醇,得到基于噻唑三嗪基聚酰胺;所述4,7-二氨基-2,1,3-苯并噻二唑、2-苯基-1,3-噻唑-4,5-二羧酸、亚磷酸、N,N-二甲基甲酰胺、1-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)胍的质量比为1.2:1:0.65:6.5:0.2;
步骤S2、基于噻唑三嗪基聚酰胺的接枝改性:将经过步骤S1制备得到的基于噻唑三嗪基聚酰胺100g溶于N-甲基吡咯烷酮350g中形成溶液,然后向溶液中加入3-氯丙基三甲氧基硅烷40g,在65℃下搅拌反应9小时,后在水中沉出,后用乙醇洗涤,再旋蒸除去乙醇,得到三甲氧基硅烷离子化基于噻唑三嗪基聚酰胺;
步骤S3、制膜过程:将经过步骤S2制备得到的三甲氧基硅烷离子化基于噻唑三嗪基聚酰胺100g、聚乙烯吡咯烷酮6.5g加入到二甲基乙酰胺350g中,超声分散17分钟,真空脱泡,得到铸膜液,然后将铸膜液均匀刮涂在聚四氟乙烯膜表面上,形成厚度为50μm的涂层;再将刮涂后的涂层在室温的空气中静置蒸发20s,之后浸没在28℃下的纯水凝固浴中18min,在聚四氟乙烯膜表面析出成膜;后水洗,然后在45℃,跨膜压差为0.4MPa下,用质量分数为1.5wt%的甘草酸溶液过滤30分钟,得到超滤膜。
本发明的另一个目的在于提供一种采用上述抗菌超滤膜的制备方法制备而成的抗菌超滤膜。
实施例3
一种抗菌超滤膜的制备方法,包括如下步骤:
步骤S1、基于噻唑三嗪基聚酰胺的制备:将4,7-二氨基-2,1,3-苯并噻二唑、2-苯基-1,3-噻唑-4,5-二羧酸、硫代磷酰胺溶于N-甲基吡咯烷酮中形成溶液,再将溶液加入反应釜中,用氖气吹扫置换釜内空气,常压下93℃反应4小时,后升温至265℃,在200Pa下进行缩聚反应13小时,后再向其中加入1-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)胍,在温度255℃,压力100Pa下继续反应7小时,最后冷却至室温,调至常压,在水中沉出,后用乙醇洗涤,再旋蒸除去乙醇,得到基于噻唑三嗪基聚酰胺;所述4,7-二氨基-2,1,3-苯并噻二唑、2-苯基-1,3-噻唑-4,5-二羧酸、硫代磷酰胺、N-甲基吡咯烷酮、1-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)胍的质量比为1.2:1:0.8:8:0.2;
步骤S2、基于噻唑三嗪基聚酰胺的接枝改性:将经过步骤S1制备得到的基于噻唑三嗪基聚酰胺100g溶于N-甲基吡咯烷酮400g中形成溶液,然后向溶液中加入3-氯丙基三甲氧基硅烷45g,在70℃下搅拌反应10小时,后在水中沉出,后用乙醇洗涤,再旋蒸除去乙醇,得到三甲氧基硅烷离子化基于噻唑三嗪基聚酰胺;
步骤S3、制膜过程:将经过步骤S2制备得到的三甲氧基硅烷离子化基于噻唑三嗪基聚酰胺100g、水7g加入到二甲基乙酰胺400g中,超声分散20分钟,真空脱泡,得到铸膜液,然后将铸膜液均匀刮涂在聚对苯二甲酸二乙醇酯膜表面上,形成厚度为50μm的涂层;再将刮涂后的涂层在室温的空气中静置蒸发30s,之后浸没在32℃下的纯水凝固浴中22min,在聚对苯二甲酸二乙醇酯膜表面析出成膜;后水洗,然后在50℃,跨膜压差为0.5MPa下,用质量分数为3wt%的海藻酸溶液过滤35分钟,得到超滤膜。
本发明的另一个目的在于提供一种采用上述抗菌超滤膜的制备方法制备而成的抗菌超滤膜。
实施例4
一种抗菌超滤膜的制备方法,包括如下步骤:
步骤S1、基于噻唑三嗪基聚酰胺的制备:将4,7-二氨基-2,1,3-苯并噻二唑、2-苯基-1,3-噻唑-4,5-二羧酸、催化剂溶于高沸点溶剂中形成溶液,再将溶液加入反应釜中,用氩气吹扫置换釜内空气,常压下95℃反应4.5小时,后升温至268℃,在280Pa下进行缩聚反应14.5小时,后再向其中加入1-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)胍,在温度258℃,压力140Pa下继续反应7.7小时,最后冷却至室温,调至常压,在水中沉出,后用乙醇洗涤,再旋蒸除去乙醇,得到基于噻唑三嗪基聚酰胺;所述4,7-二氨基-2,1,3-苯并噻二唑、2-苯基-1,3-噻唑-4,5-二羧酸、催化剂、高沸点溶剂、1-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)胍的质量比为1.2:1:0.9:9:0.2;所述催化剂为硫代膦酸酯、亚磷酸、硫代磷酰胺按质量比1:3:2混合而成;所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮按质量比2:3:5混合而成;
步骤S2、基于噻唑三嗪基聚酰胺的接枝改性:将经过步骤S1制备得到的基于噻唑三嗪基聚酰胺100g溶于N-甲基吡咯烷酮450g中形成溶液,然后向溶液中加入3-氯丙基三甲氧基硅烷55g,在78℃下搅拌反应11小时,后在水中沉出,后用乙醇洗涤,再旋蒸除去乙醇,得到三甲氧基硅烷离子化基于噻唑三嗪基聚酰胺;
步骤S3、制膜过程:将经过步骤S2制备得到的三甲氧基硅烷离子化基于噻唑三嗪基聚酰胺100g、制孔剂9g加入到有机溶剂450g中,超声分散23分钟,真空脱泡,得到铸膜液,然后将铸膜液均匀刮涂在聚偏氟乙烯膜表面上,形成厚度为70μm的涂层;再将刮涂后的涂层在室温的空气中静置蒸发50s,之后浸没在37℃下的纯水凝固浴中27min,在聚偏氟乙烯膜表面析出成膜;后水洗,然后在57℃,跨膜压差为0.6MPa下,用质量分数为4wt%的添加剂溶液过滤40分钟,得到超滤膜;所述制孔剂为浮石、聚乙烯吡咯烷酮按质量比3:5混合而成;所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃按质量比1:1:2:1:3混合而成;所述添加剂为羧基聚乙二醇、甘草酸、海藻酸按质量比1:3:2混合而成。
本发明的另一个目的在于提供一种采用上述抗菌超滤膜的制备方法制备而成的抗菌超滤膜。
实施例5
一种抗菌超滤膜的制备方法,包括如下步骤:
步骤S1、基于噻唑三嗪基聚酰胺的制备:将4,7-二氨基-2,1,3-苯并噻二唑、2-苯基-1,3-噻唑-4,5-二羧酸、硫代膦酸酯溶于N,N-二甲基甲酰胺中形成溶液,再将溶液加入反应釜中,用氮气吹扫置换釜内空气,常压下98℃反应5小时,后升温至270℃,在300Pa下进行缩聚反应15小时,后再向其中加入1-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)胍,在温度260℃,压力150Pa下继续反应8小时,最后冷却至室温,调至常压,在水中沉出,后用乙醇洗涤,再旋蒸除去乙醇,得到基于噻唑三嗪基聚酰胺;所述4,7-二氨基-2,1,3-苯并噻二唑、2-苯基-1,3-噻唑-4,5-二羧酸、硫代膦酸酯、N,N-二甲基甲酰胺、1-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)胍的质量比为1.2:1:1:10:0.2;
步骤S2、基于噻唑三嗪基聚酰胺的接枝改性:将经过步骤S1制备得到的基于噻唑三嗪基聚酰胺100g溶于N-甲基吡咯烷酮500g中形成溶液,然后向溶液中加入3-氯丙基三甲氧基硅烷60g,在80℃下搅拌反应12小时,后在水中沉出,后用乙醇洗涤,再旋蒸除去乙醇,得到三甲氧基硅烷离子化基于噻唑三嗪基聚酰胺;
步骤S3、制膜过程:将经过步骤S2制备得到的三甲氧基硅烷离子化基于噻唑三嗪基聚酰胺100g、乙醇10g加入到四氢呋喃500g中,超声分散25分钟,真空脱泡,得到铸膜液,然后将铸膜液均匀刮涂在聚四氟乙烯膜表面上,形成厚度为80μm的涂层;再将刮涂后的涂层在室温的空气中静置蒸发60s,之后浸没在40℃下的纯水凝固浴中30min,在聚四氟乙烯膜表面析出成膜;后水洗,然后在60℃,跨膜压差为0.7MPa下,用质量分数为5wt%的羧基聚乙二醇溶液过滤45分钟,得到超滤膜。
本发明的另一个目的在于提供一种采用上述抗菌超滤膜的制备方法制备而成的抗菌超滤膜。
对比例1
本例提供一种抗菌超滤膜,配方及制备方法与实施例1基本相同,不同的是没有步骤S2基于噻唑三嗪基聚酰胺的接枝改性。
对比例2
本例提供一种抗菌超滤膜,配方及制备方法与实施例1基本相同,不同的是没有用羧基聚乙二醇溶液过滤。
对比例3
市售抗菌超滤膜,主要成分为添加了抗菌剂的PVDF超滤膜。
将以上实施例1-5及对比例1-3制备的抗菌超滤膜进行性能测试,测试方法和测试结果见表1。
表1
从上表可以看出,本发明公开的抗菌超滤膜机械力学性能更佳,纯水通量和BSA截留率更高,抗菌效果更显著。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种抗菌超滤膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1、基于噻唑三嗪基聚酰胺的制备:将4,7-二氨基-2,1,3-苯并噻二唑、2-苯基-1,3-噻唑-4,5-二羧酸、催化剂溶于高沸点溶剂中形成溶液,再将溶液加入反应釜中,用氮气或惰性气体吹扫置换釜内空气,常压下88-98℃反应3-5小时,后升温至260-270℃,在100-300Pa下进行缩聚反应10-15小时,后再向其中加入1-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)胍,在温度250-260℃,压力50-150Pa下继续反应6-8小时,最后冷却至室温,调至常压,在水中沉出,后用乙醇洗涤,再旋蒸除去乙醇,得到基于噻唑三嗪基聚酰胺;
步骤S2、基于噻唑三嗪基聚酰胺的接枝改性:将经过步骤S1制备得到的基于噻唑三嗪基聚酰胺溶于N-甲基吡咯烷酮中形成溶液,然后向溶液中加入3-氯丙基三甲氧基硅烷,在60-80℃下搅拌反应8-12小时,后在水中沉出,后用乙醇洗涤,再旋蒸除去乙醇,得到三甲氧基硅烷离子化基于噻唑三嗪基聚酰胺;
步骤S3、制膜过程:将经过步骤S2制备得到的三甲氧基硅烷离子化基于噻唑三嗪基聚酰胺、制孔剂加入到有机溶剂中,超声分散15-25分钟,真空脱泡,得到铸膜液,然后将铸膜液均匀刮涂在大孔有机膜表面上,形成厚度为30-80μm的涂层;再将刮涂后的涂层在室温的空气中静置蒸发0-60s,之后浸没在25-40℃下的纯水凝固浴中15-30min,在大孔有机膜表面析出成膜;后水洗,然后在40-60℃,跨膜压差为0.3-0.7MPa下,用质量分数为0.5-5wt%的添加剂溶液过滤25-45分钟,得到超滤膜。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌超滤膜的制备方法,其特征在于,步骤S1中所述4,7-二氨基-2,1,3-苯并噻二唑、2-苯基-1,3-噻唑-4,5-二羧酸、催化剂、高沸点溶剂、1-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)胍的质量比为1.2:1:(0.5-1):(5-10):0.2。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌超滤膜的制备方法,其特征在于,所述催化剂选自硫代膦酸酯、亚磷酸、硫代磷酰胺中的至少一种;所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种;所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌超滤膜的制备方法,其特征在于,步骤S2中所述基于噻唑三嗪基聚酰胺、N-甲基吡咯烷酮、3-氯丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:(3-5):(0.3-0.6)。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌超滤膜的制备方法,其特征在于,步骤S3中所述三甲氧基硅烷离子化基于噻唑三嗪基聚酰胺、制孔剂、有机溶剂的质量比为1:(0.05-0.1):(3-5)。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌超滤膜的制备方法,其特征在于,所述制孔剂为浮石、聚乙烯吡咯烷酮、水、乙醇中的任意一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的一种抗菌超滤膜的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃中的任意一种或几种的组合。
8.根据权利要求1所述的一种抗菌超滤膜的制备方法,其特征在于,所述大孔有机基膜为聚偏氟乙烯膜、聚四氟乙烯膜、聚对苯二甲酸二乙醇酯膜中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种抗菌超滤膜的制备方法,其特征在于,所述添加剂为羧基聚乙二醇、甘草酸、海藻酸中的至少一种。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述的抗菌超滤膜的制备方法制备而成的抗菌超滤膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910719084.7A CN110404418A (zh) | 2019-08-05 | 2019-08-05 | 一种抗菌超滤膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910719084.7A CN110404418A (zh) | 2019-08-05 | 2019-08-05 | 一种抗菌超滤膜及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110404418A true CN110404418A (zh) | 2019-11-05 |
Family
ID=68365860
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910719084.7A Withdrawn CN110404418A (zh) | 2019-08-05 | 2019-08-05 | 一种抗菌超滤膜及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110404418A (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110903755A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-03-24 | 王秋平 | 一种防火涂料及其制备方法 |
CN111053312A (zh) * | 2019-12-28 | 2020-04-24 | 顾正明 | 一种防辐射抗菌面料 |
CN112169604A (zh) * | 2020-09-16 | 2021-01-05 | 王平 | 一种污水处理膜材料及其制备方法 |
CN112316751A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-05 | 南京工业大学 | 一种循环肿瘤细胞的分离方法 |
CN113083031A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-09 | 贵州省材料产业技术研究院 | 一种电中性聚偏氟乙烯超滤膜及其制备方法 |
CN113385048A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-09-14 | 自然资源部第三海洋研究所 | 一种高性能复合纳滤膜及其制备方法 |
-
2019
- 2019-08-05 CN CN201910719084.7A patent/CN110404418A/zh not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110903755A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-03-24 | 王秋平 | 一种防火涂料及其制备方法 |
CN111053312A (zh) * | 2019-12-28 | 2020-04-24 | 顾正明 | 一种防辐射抗菌面料 |
CN112169604A (zh) * | 2020-09-16 | 2021-01-05 | 王平 | 一种污水处理膜材料及其制备方法 |
CN112316751A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-05 | 南京工业大学 | 一种循环肿瘤细胞的分离方法 |
CN113083031A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-09 | 贵州省材料产业技术研究院 | 一种电中性聚偏氟乙烯超滤膜及其制备方法 |
CN113385048A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-09-14 | 自然资源部第三海洋研究所 | 一种高性能复合纳滤膜及其制备方法 |
CN113385048B (zh) * | 2021-05-12 | 2022-09-27 | 自然资源部第三海洋研究所 | 一种高性能复合纳滤膜及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110404418A (zh) | 一种抗菌超滤膜及其制备方法 | |
Mi et al. | Development of antifouling nanofiltration membrane with zwitterionic functionalized monomer for efficient dye/salt selective separation | |
CN113769593B (zh) | 一种用于盐湖提锂的纳滤膜及其制备方法 | |
CN103861480A (zh) | 一种亲水性聚偏氟乙烯平板膜和中空纤维膜的制备方法 | |
CN112675716B (zh) | 一种uio-66-nh2基衍生物制备高通量、无缺陷聚酰胺膜的方法 | |
CN110449049B (zh) | 一种纳滤膜、制备方法及其在颜料废水一价混合盐分离中的用途 | |
Fang et al. | A novel clover-like COFs membrane fabricated via one-step interfacial polymerization for dye/salt separation | |
Liu et al. | A tris (hydroxymethyl) aminomethane-modified polyimide membrane with efficient organic solvent resistant performance and high separation selectivity for dye/salt separation | |
Zhou et al. | Preparation of a novel sulfonated polyphenlene sulfone with flexible side chain for ultrafiltration membrane application | |
CN108479414B (zh) | 一种中空纤维聚合物膜、制备方法及其在盐水精制中的用途 | |
CN113694740B (zh) | 一种离子化单体制备的荷正电纳滤膜及其制备方法 | |
CN116328565A (zh) | 复合纳滤膜的制备方法和由此制备的复合纳滤膜 | |
CN106413865B (zh) | 基于聚苯胺的耐氯性亲水性滤膜 | |
KR20140112595A (ko) | 친수성 고분자로 그라프트된 나노입자를 이용한 여과막 및 그 제조 방법 | |
KR20120118408A (ko) | 분리막, 이의 제조 방법 및 분리막을 포함하는 정삼투 수처리 장치 | |
CN113019137A (zh) | MXene@COF复合膜的制备及其应用 | |
CN115155322B (zh) | 一种聚酰胺反渗透膜在线修复剂及其制备、修复方法 | |
CN108837715B (zh) | 一种耐溶剂聚酰亚胺膜、制备方法及应用 | |
CN107224884B (zh) | 一种耐溶剂的聚合物膜、制备方法及其应用 | |
Abdollahpour et al. | Preparation and characterization of a novel water soluble amino chitosan (amino-CS) derivative for facilitated transport of CO2 | |
CN110975637B (zh) | 一种没食子酸-壳聚糖/聚砜复合纳滤膜的制备方法 | |
CN114159979A (zh) | 一种接枝反应制备双亲性耐污染反渗透膜的方法 | |
CN110856804A (zh) | 一种耐氯多孔膜及其制备方法 | |
CN112452161B (zh) | 一种亲水性膜及其制备方法 | |
CN115253697B (zh) | 高效去除硬度纳滤膜的制备方法 |
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 | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20191105 |