CN111818991A - 选择性透过膜、其制造方法以及水处理方法 - Google Patents

选择性透过膜、其制造方法以及水处理方法 Download PDF

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Abstract

一种选择性透过膜，其包括：支撑膜，具有选择透过性；以及被覆层，形成于该支撑膜的表面且由含有通道物质的双分子层脂质膜构成，所述选择性透过膜的特征在于，该支撑膜由在压力为0.1MPa的条件下具有35L/(m2·h)以上的透过通量的聚酰胺膜构成。一种该选择性透过膜的制造方法，其包括：对聚酰胺膜进行氯处理来制作所述支撑膜的工序、以及在该支撑膜上形成所述双分子层脂质膜的工序。

Description

选择性透过膜、其制造方法以及水处理方法
技术领域
本发明涉及一种水处理领域中使用的选择性透过膜，尤其涉及一种具有由双分子层脂质膜(lipid bilayer membrane)构成的被覆层的选择性透过膜。另外，本发明涉及一种该选择性透过膜的制造方法以及使用该选择性透过膜的水处理方法。
背景技术
在海水、碱水的淡水化、工业用水及超纯水的制造、排水回收等领域中，作为选择性透过膜，广泛使用反渗透(Reverse Osmosis，RO)膜。RO膜处理具有能高度地去除离子、低分子有机物的优点，另一方面，与微滤(Microfiltration，MF)膜、超滤(Ultrafiltration，UF)膜相比，需要高的运转压力。为了提高RO膜的透水性，例如，在聚酰胺RO膜中，研究控制表层的褶皱结构来增大表面积等。
RO膜因被处理水中所含的生物代谢物等有机物而受到污染。产生污染的膜因透水性降低而需要定期利用化学药品进行清洗，但清洗时膜劣化而使分离性能降低。
作为抑制膜污染的方法，已知用具有与磷脂相同的两性亲水基团的高分子来被覆RO膜等选择性透过膜的方法。在选择性透过膜上形成仿生(biomimetic)表面从而能够期待防止生物代谢物所致的污染的效果(专利文献1)。
近年来，作为选择性输送水分子的膜蛋白质的水孔蛋白(aquaporin)作为水通道物质而受到瞩目，嵌入有该蛋白质的膜示出如下可能性：具有比先前的聚酰胺RO膜更高的透水性(非专利文献1)。其中，非专利文献1仅提示出作为包含水孔蛋白的高分子内质网的透水性，而非膜的透水性。
作为具有嵌入有水通道物质的双分子层脂质膜的选择性透过膜的制造方法，有由多孔质支撑体夹入(sandwich)嵌入有水通道物质的双分子层脂质膜的方法、在高分子中嵌入双分子层脂质膜的方法、在多孔质支撑体的孔内部嵌入双分子层脂质膜的方法、在疏水性膜周围形成双分子层脂质膜的方法等(专利文献2)。
由多孔质支撑体夹入双分子层脂质膜的方法中，双分子层脂质膜的耐压性提高，但存在如下等课题：担忧与被处理水接触的多孔质支撑体自身受到污染、多孔质支撑体中产生浓度极化而导致阻止率大幅降低、多孔质支撑体成为阻力而导致透水性降低。
在高分子中嵌入双分子层脂质膜的方法中，双分子层脂质膜的耐压性提高，但存在如下课题：在嵌入至高分子中的操作过程中通道物质的功能丧失、或不能提高导入量等。
由嵌入有水通道物质的双分子层磷脂膜被覆具有选择透过性的膜本体的表面并在使该双分子层磷脂膜露出的状态下作为分离层发挥功能的RO膜的情况下，双分子层磷脂膜的耐压性成为课题。
专利文献3中记载有通过使用阳离子性的脂质而牢固地负载于纳米过滤(Nanofiltration，NF)膜。在NF膜为支撑膜的情况下，支撑膜致密，因此耐压性变高，但存在如下问题：支撑体自身的透过性低，使获得的膜的透过通量变低。
专利文献1：日本专利第6022827号公报；
专利文献2：日本专利第5616396号公报；
专利文献3：日本专利第6028533号公报。
非专利文献1：M.库马尔(M.Kumar)等人，美国国家科学院会议记录(Proceedingsof the National Academy of Sciences)，104,20719-20724(2007)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种选择性透过膜及其制造方法以及使用该选择性透过膜的水处理方法，所述选择性透过膜包括：支撑膜，具有选择透过性；以及被覆层，形成于所述支撑膜的表面且由含有通道物质的双分子层脂质膜构成，所述选择性透过膜对于水处理时的压力的耐压性优异，并且由被处理水获得透过水时的透过通量高。
本发明人为了解决所述课题而对专利文献3的课题进行了研究。即，专利文献3中，由于支撑膜为致密的NF膜，因此耐压性提高，但NF膜自身的透水性低，由此存在所获得的膜的透过通量变低的课题。例如，专利文献3中使用的NF膜的纯水透过通量在压力0.1MPa时为11L/(m2·h)。因此，实施例中所获得的将包含通道物质的双分子层脂质膜负载于NF膜而得到的选择性透过膜的纯水透过通量在压力0.1MPa时为0.8L/(m2·h)，为1LMH以下。
另一方面，如果以与专利文献3相同的条件使用MF膜、UF膜作为支撑膜，则负载有包含通道物质的双分子层脂质膜时的耐压性为0.1MPa以下。
因此，本发明人应用通过界面聚合而形成的聚酰胺膜作为包含通道物质的双分子层脂质膜的支撑膜。而且发现：以在压力0.1MPa时能获得35L/(m2·h)以上的纯水透过通量的方式调整制膜条件从而能将作为支撑膜的透过通量维持得高且能提高耐压性，而且，通过使如此获得的支撑膜浸渍于包含与膜表面具有相反电荷的脂质的脂质体(liposome)的悬浮液中，由此利用静电相互作用而形成双分子层脂质膜，从而完成了本发明。
即，本发明将以下内容作为主旨。
[1]一种选择性透过膜，其包括：支撑膜，具有选择透过性；以及被覆层，形成于所述支撑膜的表面且由含有通道物质的双分子层脂质膜构成，所述选择性透过膜的特征在于，该支撑膜由在压力为0.1MPa的条件下具有35L/(m2·h)以上的透过通量的聚酰胺膜构成。
[2]如[1]所述的选择性透过膜，其特征在于，所述聚酰胺膜经氯处理。
[3]如[1]或[2]所述的选择性透过膜，其特征在于，所述双分子层脂质膜包含带电性的脂质。
[4]如[3]所述的选择性透过膜，其特征在于，所述带电性的脂质是从由1,2-二油酰基-3-三甲基铵丙烷、1-棕榈酰基-2-油酰基-sn-甘油-3-乙基磷酸胆碱、1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰甘油以及1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酸组成的组中选出的至少一种。
[5]如[1]至[4]中任一项所述的选择性透过膜，其特征在于，所述通道物质是从由短杆菌肽(gramicidin)、两性霉素(amphotericin)B以及这些的衍生物组成的组中选出的至少一种。
[6]一种选择性透过膜的制造方法，其是制造[1]至[5]中任一项所述的选择性透过膜的方法，包括：对聚酰胺膜进行氯处理来制作所述支撑膜的工序；以及在该支撑膜上形成所述双分子层脂质膜的工序。
[7]一种水处理方法，其包括：使用[1]至[5]中任一项所述的选择性透过膜对被处理水进行膜分离处理的工序。
发明效果
[作用机制]
本发明的作用机制如下所述。
作为包括具有选择透过性的支撑膜、以及形成于该支撑膜的表面且由含有通道物质的双分子层脂质膜构成的被覆层的选择性透过膜的支撑膜，使用具有35L/(m2·h)(在0.1MPa条件下)以上的透过通量的聚酰胺膜，由此可获得透过通量并不依赖于支撑膜的透过通量、并且能保持双分子层脂质膜且具有高透过通量与高耐压性的选择性透过膜。
因此，本发明的选择性透过膜具有高透水性与高耐压性。本发明的选择性透过膜用作RO膜、正渗透(Forward Osmosis，FO)膜。
附图说明
图1是实施例及比较例中使用的平膜试验装置的示意性说明图。
图2是图1的平膜试验装置的平膜单元的纵剖面图。
图3是表示实施例1的选择性透过膜的透过通量及脱盐率的压力相关性的图表。
具体实施方式
本发明的选择性透过膜包括：支撑膜，具有选择透过性；以及被覆层，形成于所述支撑膜的表面且由含有通道物质的双分子层脂质膜构成。该支撑膜由在压力为0.1MPa条件下具有35L/(m2·h)以上的透过通量的聚酰胺膜构成。
[支撑膜]
本发明中使用的支撑膜是透过通量为35L/(m2·h)(在0.1MPa条件下)以上的聚酰胺膜。
为了形成后述的双分子层脂质膜，作为将作为支撑膜使用的聚酰胺膜的表面电位设为阳离子性的方法，可列举：通过利用酰氯化合物与胺化合物的界面聚合而形成聚酰胺膜后，使剩余的氯化物与三甲基胺、二甲基胺等进行反应而生成季胺、叔胺等的方法；吸附聚乙烯亚胺(polyethyleneimine)、聚乙烯脒(polyvinyl amidine)、聚二烯丙基二甲基铵氯化物等的阳离子性高分子而进行修饰的方法等。另外，作为将聚酰胺膜的表面电位设为阴离子性的方法，可列举：通过利用酰氯化合物与胺化合物的界面聚合而形成聚酰胺膜后，使剩余的胺与表氯醇进行而反应而导入环氧基，并与亚硫酸钠进行反应而获得磺酸基的方法；与次氯酸钠接触而生成羧基的方法等。
在本发明中，使用具有此种表面电位且透过通量为35L/(m2·h)(在0.1MPa条件下)以上的聚酰胺膜。
此种高透过通量的聚酰胺膜例如能够通过对聚酰胺膜进行氯处理并调整透过通量来获得。
即，未实施氯处理的通常的聚酰胺膜的透过通量为5L/(m2·h)(在0.1MPa条件下)左右，但通过对此种聚酰胺膜进行氯处理而提高透过通量，从而能设成透过通量为35L/(m2·h)(在0.1MPa条件下)以上的聚酰胺膜。
作为氯处理的方法，可列举将聚酰胺膜浸渍于0.5g/L～20g/L左右的浓度(有效氯浓度0.2g/L～10g/L)的次氯酸钠等次氯酸盐和/或次氯酸的水溶液中的方法。该浸渍时间并无特别限制，就氯处理效果与生产性的方面而言，优选设为1小时～24小时左右。
通过调整该氯处理中使用的次氯酸盐和/或次氯酸的水溶液的亚氯酸盐和/或次氯酸盐浓度或浸渍时间，能调整氯处理后的聚酰胺膜的透过通量。即，亚氯酸盐和/或次氯酸盐浓度越高，并且浸渍时间越长，越存在能增大氯处理后的聚酰胺膜的透过通量的倾向。
通过如上所述地对聚酰胺膜进行氯处理，能够提高透过通量。另外，根据氯处理，也能够获得羧基的生成带来的阴离子性的表面电位的赋予效果。
在聚酰胺膜的氯处理后，为了去除分解产物与进行水解，优选进行在0.001mol/L～1mol/L左右的浓度的氢氧化钠等碱性水溶液中加以浸渍的清洗、水解处理。
本发明中用作支撑膜的聚酰胺膜的透过通量只要为35L/(m2·h)(在0.1MPa条件下)以上即可，就提高所获得的选择性透过膜的透过通量的观点而言，优选为45L/(m2·h)(在0.1MPa条件下)以上。另一方面，如果细孔变大，则无法获得耐压性，因此聚酰胺膜的透过通量优选为1000L/(m2·h)(在0.1MPa条件下)以下。
[双分子层脂质膜]
作为在所述支撑膜的表面形成双分子层脂质膜的方法，可列举：朗缪尔-布罗吉特(Langmuir-Blodgett)法、脂质体融合法。脂质体融合法中，将如上所述地获得的支撑膜浸渍于包含与膜表面具有相反电荷的带电性脂质的脂质体的分散液中，由此利用静电相互作用而在支撑膜上形成。
作为脂质体的制备方法，可使用静置水合法或超声波法、挤出(extrusion)法等通常的方法，就均匀地制膜的观点而言，优选使用单一膜的脂质体，优选使用能容易地制备单一膜的脂质体的挤出法。
构成脂质体的脂质并无特别限定，在如上所述地获得的聚酰胺膜的表面电位为阳离子性的情况下，优选包含阴离子性脂质，在表面电位为阴离子性的情况下，优选包含阳离子性脂质。就脂质体的稳定性及制膜性的观点而言，优选以10mol％～90mol％的范围包含中性脂质。
阴离子性脂质并无特别限定，能够使用：1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰甘油、1,2-二油酰基磷脂酰甘油、1,2-二棕榈酰基磷脂酰甘油、1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酸、1,2-二油酰基磷脂酸、1,2-二棕榈酰基磷脂酸、1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰丝氨酸、1,2-二油酰基磷脂酰丝氨酸、1,2-二棕榈酰基磷脂酰丝氨酸、1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰肌醇、1,2-二油酰基磷脂酰肌醇、1,2-二棕榈酰基磷脂酰肌醇、1',3'-双[1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸]-sn-甘油、1',3'-双[1,2-二棕榈酰基-sn-甘油-3-磷酸]-sn-甘油等。
阳离子性脂质并无特别限定，能够使用：1,2-二油酰基-3-三甲基铵丙烷、1,2-棕榈酰基-3-三甲基铵丙烷、1-棕榈酰基-2-油酰基-sn-甘油-3-乙基磷酸胆碱、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-乙基磷酸胆碱、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油-3-乙基磷酸胆碱、3β-[N-(N',N'-二甲基氨基乙烷)-氨基甲酰基]胆固醇盐酸盐等。
中性脂质并无特别限定，能够使用：1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰胆碱、1,2-二油酰基磷脂酰胆碱、1,2-二棕榈酰基磷脂酰胆碱、1,2-二月桂酰基-sn-甘油-3-磷酰胆碱、1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰基乙醇胺、1,2-二油酰基磷脂酰基乙醇胺、1,2-二棕榈酰基磷脂酰基乙醇胺、胆固醇、麦角固醇等。
该些阴离子性脂质、阳离子性脂质、中性脂质可分别仅使用一种，也可将两种以上混合使用。
该些脂质中，作为带电性的脂质，就形成活性高的通道的观点而言，优选使用1,2-二油酰基-3-三甲基铵丙烷、1-棕榈酰基-2-油酰基-sn-甘油-3-乙基磷酸胆碱、1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰甘油以及1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酸。
[通道物质]
作为通道物质，可使用水孔蛋白、短杆菌肽、两性霉素B、或该些的衍生物，能够优选使用短杆菌肽、两性霉素B、或该些的衍生物等。通道物质可仅使用一种，也可将两种以上混合使用。
作为通道物质向脂质体中的导入方法，能够使用在脂质体制备阶段预先进行混合的方法、或在制膜后进行添加的方法等。
在通过脂质体融合法形成双分子层脂质膜时，首先使脂质优选与通道物质一起溶解于溶剂中。作为溶剂，能够使用氯仿、氯仿/甲醇混合液等。
脂质与通道物质的混合比例优选为通道物质在两者的合计中所占的比例为1mol％～20mol％、尤其是3mol％～10mol％左右。
其次，制备脂质与通道物质的0.25mM～10mM、尤其是0.5mM～5mM的溶液，并进行减压干燥，由此获得干燥脂质膜，向其中添加纯水，并设为比脂质的相转变温度更高的温度，由此制成具有球壳形状的脂质体的分散液。
本发明中使用的脂质体分散液的脂质体的平均粒径优选为0.05μm～5μm，特别优选为0.05μm～0.4μm。
使该脂质体分散液与支撑膜接触，并在与该脂质体分散液接触的状态下保持1小时～50小时、尤其是20小时～30小时左右，由此使脂质体吸附于支撑膜的表面而形成双分子层脂质膜的被覆层。其后，从溶液中提起带被覆层的支撑膜，视需要利用酸或碱将多余的脂质去除，继而利用超纯水或纯水进行水洗，由此获得在支撑膜上具有双分子层脂质膜的被覆层的选择性透过膜。
双分子层脂质膜的厚度优选为1层～10层、尤其是1层～3层左右。在该双分子层脂质膜的表面也可吸附聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、单宁酸(tannic acid)、聚氨基酸、聚乙烯亚胺、几丁聚醣(chitosan)等的与磷脂具有相反电荷的物质。
在使用本发明的选择性透过膜在RO膜处理或FO膜处理中获得透过水的情况下，能以驱动压力0.05MPa～3MPa的范围内获得透水量2L/(m2·h)以上。
作为本发明的选择性透过膜的用途，除了海水、碱水的脱盐处理、工业水、污水、自来水的净化处理以外，也可例示精细化学、医药、食品的浓缩等的用途。被处理水的温度优选为10℃～40℃、尤其是15℃～35℃左右。
实施例
以下，对实施例及比较例进行说明。首先，对支撑膜及选择性透过膜的材料、制作方法及选择性透过膜的评价方法进行说明。
[膜本体]
作为膜本体，使用聚酰胺膜(ES20，日东电工公司制造)、或聚酰胺膜(XLE-440，陶氏膜技术(Dow Filmtech)公司制造)。
[脂质]
作为阳离子性脂质，使用1,2-二油酰基-3-三甲基铵丙烷(DOTAP，日油公司制造)。
作为中性脂质，使用1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰胆碱(POPC，日油公司制造)、麦角固醇(东京化成工业公司制造)、或1,2-二月桂酰基-sn-甘油-3-磷酰胆碱(DLPC，日油公司制造)。
[通道物质]
作为通道物质，使用短杆菌肽A(GA，西格玛奥德里奇(Sigma-Aldrich)公司制造)、或两性霉素B(AmB，开曼化学(Cayman Chemical)公司制造)。
[脂质体分散液I的制备]
将脂质溶解于氯仿中，并在该溶液中以GA浓度相对于脂质为5mol％的方式混合溶解于三氟乙醇中的GA，利用蒸发器使有机溶剂蒸发，并对残留于容器内的干燥脂质薄膜添加纯水，在45℃条件下进行水合，由此制备脂质体分散液。对于所获得的脂质体分散液，利用将在液态氮与45℃的热水浴中交替进行浸渍的操作重复5次的冻结融解法，进行粒成长，之后使用孔径0.1μm的聚碳酸酯轨道蚀刻膜(Nucrepore，通用电气医疗(GE Healthcare)公司制造)进行挤出并加以整粒，以脂质浓度为约0.4mmol/L的方式利用纯水进行稀释而制成供试脂质体分散液I。
[脂质体分散液II的制备]
将作为脂质的麦角固醇、DLPC及DOTAP溶解于氯仿中，在该溶液中混合溶解于三氟乙醇中的AmB，利用蒸发器使有机溶剂蒸发，并对残留于容器内的干燥脂质薄膜添加纯水，在45℃条件下进行水合，由此制备脂质体分散液。对于所获得的脂质体分散液，利用将在液态氮与45℃的热水浴中交替进行浸渍的操作重复5次的冻结融解法，进行粒成长，之后使用孔径0.1μm的聚碳酸酯轨道蚀刻膜(Nucrepore，通用电气医疗(GE Healthcare)公司制造)进行挤出并加以整粒，以脂质浓度为约0.4mmol/L的方式利用纯水进行稀释而制成供试脂质体分散液II。
所获得的脂质体分散液II相对于脂质与通道物质的合计包含10mol％的AmB、10mol％的麦角固醇、75mol％的DLPC、5mol％的DOTAP。
[聚酰胺支撑膜I的制作]
将膜本体(聚酰胺膜(ES20，日东电工公司制造))在规定浓度的次氯酸钠水溶液(pH值7.0)中浸渍1小时，进而在0.1mol/L氢氧化钠水溶液中浸渍16小时，制作聚酰胺支撑膜I。
[聚酰胺支撑膜II的制作]
将膜本体(聚酰胺膜(XLE-440，陶氏膜技术(Dow Filmtech)公司制造))在规定浓度的次氯酸钠水溶液(pH值7.0)中浸渍1小时，进而在0.1mol/L氢氧化钠水溶液中浸渍16小时，制作聚酰胺支撑膜II。
[双分子层脂质膜层的形成]
将所述聚酰胺支撑膜I或聚酰胺支撑膜II在脂质体分散液I或脂质体分散液II中在室温条件下浸渍24小时，并利用纯水进行清洗，由此形成双分子层脂质膜层。
[选择性透过膜的评价]
使用图1、图2所示的平膜试验装置评价选择性透过膜的耐压性。
在该平膜试验装置中，膜供给水从配管11通过高压泵4而供给至密闭容器1的设置有供试膜(直径2cm)的平膜单元2的下侧的原水室1A。如图2所示，密闭容器1由原水室1A侧的下箱1a以及透过水室1B侧的上箱1b构成，并且在下箱1a与上箱1b之间经由O形环8而固定有平膜单元2。平膜单元2设为供试膜2A的透过水侧由多孔质支撑板2B支撑的构成。在平膜单元2的下侧的原水室1A内，利用搅拌器3使搅拌子5旋转，由此进行搅拌。膜透过水经过平膜单元2的上侧的透过水室1B而从配管12取出。浓缩水从配管13取出。密闭容器1内的压力利用设置于供水配管11的压力计6以及设置于浓缩水取出配管13的压力调整阀7进行调整。
利用压力调整阀7将施加至膜表面的压力调整为0MPa～1.2MPa。在评价纯水透过通量的情况下，供给液使用纯水，在评价脱盐率的情况下，供给液使用0.05wt％的氯化钠(NaCl)水溶液或0.05wt％的硫酸镁(MgSO4)水溶液。根据将纯水通水时的透过水的重量变化求出纯水透过通量。另外，根据将氯化钠水溶液或0.05wt％的硫酸镁(MgSO4)水溶液通水时的浓缩水与透过水的电导率并由以下的式子求出脱盐率。
脱盐率＝(1-透过水的电导率/浓缩水的电导率)×100
[实施例1]
在使用10g/L的次氯酸钠水溶液制作的聚酰胺支撑膜I上使用以25：75的比率(摩尔比)混合有DOTAP与POPC的脂质体分散液I来形成双分子层脂质膜层并制作选择性透过膜。测定所获得的选择性透过膜的透过通量及脱盐率，并且调查其压力相关性。
将操作压力0.1MPa时的纯水透过通量与NaCl脱盐率示于表1中。另外，将使操作压力在0.3MPa～1.2MPa之间变化而对透过通量及脱盐率(NaCl脱盐率、MgSO4脱盐率)的压力相关性进行调查的结果示于图3中。
[实施例2]
使用在脂质体分散液制备时混合10mol％的GA并仅使用DOTAP作为脂质而制备的脂质体分散液I，除此以外，与实施例1同样地制作选择性透过膜。将所获得的选择性透过膜的操作压力为0.1MPa时的纯水透过通量与NaCl脱盐率示于表1中。
[比较例1]
使用利用2g/L的次氯酸钠水溶液制作的聚酰胺支撑膜I，除此以外，与实施例1同样地制作选择性透过膜。将所获得的选择性透过膜的操作压力为0.1MPa时的纯水透过通量与NaCl脱盐率示于表1中。
[比较例2]
代替聚酰胺支撑膜I而使用孔径0.025μm的硝基纤维素MF膜(VSWP，密理博(Millipore)公司制造)作为支撑膜，除此以外，与实施例1同样地制作选择性透过膜。将所获得的选择性透过膜的操作压力为0.1MPa时的纯水透过通量与NaCl脱盐率示于表1中。
[比较例3]
代替聚酰胺支撑膜I而使用压力0.1MPa条件下的纯水透过通量为8.8L/(m2·h)的磺化聚醚砜NF膜(NTR7450，日东电工公司制造)作为支撑膜，除此以外，与实施例1同样地制作选择性透过膜。将所获得的选择性透过膜的操作压力为0.1MPa时的纯水透过通量与NaCl脱盐率示于表1中。
[比较例4]
使用并不添加GA地制备的仅包含DOTAP的脂质体分散液I，除此以外，与实施例1同样地制作选择性透过膜。将所获得的选择性透过膜的操作压力为0.1MPa时的纯水透过通量与NaCl脱盐率示于表1中。
表1中，关于各实施例及比较例中使用的支撑膜，一并记述与选择性透过膜的透过通量同样地使用图1、图2所示的平膜试验装置测定的操作压力0.1MPa时的纯水透过通量。
表1
Figure BDA0002648335030000111
※因透水性过低而不能测定
根据实施例1、实施例2及比较例1～比较例4的结果而得知如下内容。
比较例1中，支撑膜的纯水透过通量在压力为0.1MPa的条件下为14L/(m2·h)，较低，因此关于使用其的选择性透过膜，未获得高的纯水透过通量。
比较例2中，支撑膜为多孔膜，因此双分子层脂质膜层未被充分地被覆，未获得脱盐率。
比较例3中，与比较例1同样地，支撑膜的纯水透过通量在压力为0.1MPa的条件下为8.8L/(m2·h)，较低，因此关于使用其的选择性透过膜，未获得高的纯水透过通量。
比较例4中，并未放入通道物质，因此关于使用其的选择性透过膜，未获得高的纯水透过通量。
另一方面，实施例1中，获得充分的纯水透过通量与脱盐率。实施例2中，通过提高通道物质的浓度而获得更高的纯水透过通量。
根据图3得知，实施例1中制作的选择性透过膜即便在1.2MPa条件下也将透水性与脱盐率均保持为固定且膜具有耐压性。实施例1的选择性透过膜中，使用具有高透水性与致密的表面的氯处理聚酰胺膜作为支撑膜，因此认为保持形成于该表面的双分子层脂质膜的结构，并且获得通道物质带来的高透水性。即，认为通过氯处理带来的羧基的生成使聚酰胺膜表面的ζ电位(zeta potential)为-10mV以下，且利用DOTAP而使表面电位为阳离子性的含有通道物质的双分子层脂质膜通过静电相互作用而稳定地形成。
[实施例3]
使用利用20g/L的次氯酸钠水溶液制作的聚酰胺支撑膜II，除此以外，与实施例1同样地制作选择性透过膜。将所获得的选择性透过膜的操作压力为0.1MPa时的纯水透过通量与NaCl脱盐率示于表2中。
[实施例4]
使用以5：95的比率(摩尔比)混合有DOTAP与POPC的脂质体分散液I，除此以外，与实施例3同样地制作选择性透过膜。将所获得的选择性透过膜的操作压力为0.1MPa时的纯水透过通量与NaCl脱盐率示于表2中。
[实施例5]
代替脂质体分散液I而使用脂质体分散液II，除此以外，与实施例3同样地制作选择性透过膜。将所获得的选择性透过膜的操作压力为0.1MPa时的纯水透过通量与NaCl脱盐率示于表2中。
表2中，关于各实施例中使用的支撑膜，一并记述与选择性透过膜的透过通量同样地使用图1、图2所示的平膜试验装置测定的操作压力0.1MPa时的纯水透过通量。
表2
Figure BDA0002648335030000131
根据实施例3～实施例5的结果而得知如下内容。
实施例3、实施例4中，使用与实施例1中使用的作为膜本体的聚酰胺膜不同的聚酰胺膜制作选择性透过膜，但与实施例1同样地获得高的纯水透过通量、脱盐率。
实施例5中，使用与实施例1不同的通道物质、膜本体制作选择性透过膜，但与实施例1同样地获得高的纯水透过通量、脱盐率。
根据以上实施例可知，本发明中使用的通道物质、聚酰胺膜不限于某特定物。
根据以上实施例及比较例可知，根据本发明，能够使包含通道物质的磷脂膜稳定地负载于透水性优异的支撑膜，能够获得高透水性与高耐压性。结果，能作为RO膜或FO膜使用。
使用特定方式对本发明进行了详细说明，但本领域技术人员知晓在不脱离本发明的意图与范围内能进行各种变更。
本申请基于2018年3月29日提出的日本专利申请2018-064460及2018年9月4日提出的日本专利申请2018-165418号，通过引用将其全部内容援用于此。
附图标记说明
1：密闭容器；
1A：原水室；
1B：透过水质；
2：平膜单元；
2A：供试膜；
2B：多孔质支撑板；
6：压力计；
7：压力调整阀。

Claims (8)

1.一种选择性透过膜，其包括：支撑膜，具有选择透过性；以及被覆层，形成于所述支撑膜的表面且由含有通道物质的双分子层脂质膜构成，
所述选择性透过膜的特征在于，所述支撑膜由在压力为0.1MPa的条件下具有35L/(m2·h)以上的透过通量的聚酰胺膜构成。
2.如权利要求1所述的选择性透过膜，其中，所述聚酰胺膜在压力为0.1MPa的条件下具有35L/(m2·h)～1000L/(m2·h)的透过通量。
3.如权利要求1或2所述的选择性透过膜，其中，所述聚酰胺膜经氯处理。
4.如权利要求1至3中任一项所述的选择性透过膜，其中，所述双分子层脂质膜中包含带电性的脂质。
5.如权利要求4所述的选择性透过膜，其中，所述带电性的脂质是从由1,2-二油酰基-3-三甲基铵丙烷、1-棕榈酰基-2-油酰基-sn-甘油-3-乙基磷酸胆碱、1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰甘油以及1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酸组成的组中选出的至少一种。
6.如权利要求1至5中任一项所述的选择性透过膜，其中，所述通道物质是从由短杆菌肽、两性霉素B以及这些的衍生物组成的组中选出的至少一种。
7.一种选择性透过膜的制造方法，其中，其是制造权利要求1至6中任一项所述的选择性透过膜的方法，包括：对聚酰胺膜进行氯处理来制作所述支撑膜的工序；以及在所述支撑膜上形成所述双分子层脂质膜的工序。
8.一种水处理方法，其中，包括：使用权利要求1至6中任一项所述的选择性透过膜对被处理水进行膜分离处理的工序。
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