CN117654286A - 一种持久抗菌高通量反渗透膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于分离膜领域,尤其涉及一种持久抗菌高通量反渗透膜及其制备方法。本发明提供的反渗透膜包括依次接触的无纺布层、多孔支撑层、聚酰胺分离层和保护层,所述保护层的成分包括葡萄糖酸多胍类高分子聚合物。本发明在反渗透膜的聚酰胺分离层表面设置了含有葡萄糖酸多胍类高分子聚合物的保护层,葡萄糖酸多胍类高分子聚合物中的氨基可与聚酰胺分离层上的羧基进行接枝反应,形成接枝型胍类化合物,从而使保护层牢固、稳定的复合在聚酰胺分离层表面。实验结果表明,本发明提供的反渗透膜在长期运行后依然具备良好的抗菌性能和高通量,具有良好的市场前景。
Description
技术领域
本发明属于分离膜领域,尤其涉及一种持久抗菌高通量反渗透膜及其制备方法。
背景技术
反渗透技术是当今先进和节能有效的分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力作用下,借助于只允许水透过而不允许其他物质透过的半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分离。利用反渗透膜的分离特性,可以有效地去除水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌、微生物等杂质,具有能耗低、无污染、工艺先进、操作维护简便等优点。
膜污染一直是影响反渗透技术进一步发展以及制约其运营成本的一大障碍。在使用过程中,由于反渗透膜原水中含有大量的微生物细菌、病毒,并且还含有多种适合微生物繁殖的营养成分从而导致微生物的大量滋生。反渗透膜污染会造成边界层阻力和局部渗透压增大,溶解—扩散的推动力减小,膜的分离效果变差,产水量和效率降低,长期运行后膜的使用寿命缩短,造价提高,且难以恢复。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种持久抗菌高通量反渗透膜及其制备方法,本发明提供的反渗透膜在长期运行后依然具备良好的抗菌性能和高通量。
本发明提供了一种持久抗菌高通量反渗透膜,包括依次接触的无纺布层、多孔支撑层、聚酰胺分离层和保护层,所述保护层的成分包括葡萄糖酸多胍类高分子聚合物。
优选的,所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物为葡萄糖酸聚六亚甲基胍、葡萄糖酸聚六亚甲基胍盐酸盐和葡萄糖酸聚六亚甲基双胍。
优选的,所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物的数均分子量为10000~20000,更优选为12000~14000。
优选的,所述聚酰胺分离层由水相溶液与油相溶液在多孔支撑层上进行界面聚合反应后形成,所述水相溶液中含有多元胺单体,所述油相溶液中含有多元酰氯单体。
优选的,所述多元胺单体为间苯二胺、乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、N-(2-羟乙基)乙二胺、1,2-二氨基环己烷、1,3-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己烷、二乙烯三胺、对苯二胺、邻苯二胺、均苯三胺、哌嗪何4-氨基甲基哌嗪中的一种或多种。
优选的,所述多元酰氯单体包括对苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、联苯二甲酰氯、苯二磺酰氯和均苯三甲酰氯中的一种或多种。
本发明提供了一种上述技术方案所述的持久抗菌高通量反渗透膜的制备方法,包括以下步骤:
a)将铸膜液涂覆到无纺布层的单侧表面,然后在水中进行相转化固化,之后进行漂洗和热固化,得到基膜;所述基膜的正面为多孔支撑层,背面为无纺布层;
b)在所述基膜的正面涂覆水相溶液,所述水相溶液中含有多元胺单体;之后干燥至基膜的水相表干;
c)在所述水相表干的基膜正面涂覆油相溶液进行界面聚合反应,所述油相溶液中含有多元酰氯单体;然后进行干燥,形成聚酰胺分离层;
d)在所述聚酰胺分离层表面涂覆葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液,干燥形成保护层,得到持久抗菌高通量反渗透膜。
优选的,步骤d)中,所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液的浓度为0.5~5wt%。
优选的,步骤d)中,所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液在聚酰胺分离层表面的涂覆量为10~30g/m2。
优选的,步骤d)中,在涂覆所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液之前,先对形成有所述聚酰胺分离层的膜材进行漂洗。
与现有技术相比,本发明提供了一种持久抗菌高通量反渗透膜及其制备方法。本发明提供的反渗透膜包括依次接触的无纺布层、多孔支撑层、聚酰胺分离层和保护层,所述保护层的成分包括葡萄糖酸多胍类高分子聚合物。本发明在反渗透膜的聚酰胺分离层表面设置了含有葡萄糖酸多胍类高分子聚合物的保护层,葡萄糖酸多胍类高分子聚合物中的氨基可与聚酰胺分离层上的羧基进行接枝反应,形成接枝型胍类化合物,从而使保护层牢固、稳定的复合在聚酰胺分离层表面。本发明通过在反渗透膜表面接枝葡萄糖酸多胍类高分子聚合物,一方面,葡萄糖酸多胍类高分子聚合物携带的多个羟基基团能够增强反渗透膜自身的亲水性,加强保湿效果,可以更长时间维持反渗透膜的透过性能,延长反渗透膜使用寿命;另一方面,葡萄糖酸多胍类高分子聚合物在水溶液中能产生电离,它的亲水基部分含有强烈的正电性,能够吸附通常呈负电性的各类细菌、病毒,并抑细菌细胞膜内脂质体合成,造成菌体凋亡,达到杀菌效果,从而能够有效的减少反渗透膜的细菌及病毒污染。实验结果表明,本发明提供的反渗透膜在长期运行后依然具备良好的抗菌性能和高通量,具有良好的市场前景。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种持久抗菌高通量反渗透膜,包括依次接触的无纺布层、多孔支撑层、聚酰胺分离层和保护层,所述保护层的成分包括葡萄糖酸多胍类高分子聚合物。
在本发明提供的反渗透膜中,所述无纺布层的厚度优选为70~150μm,具体可为70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm或150μm;所述无纺布层的透气率优选为1~3cm3/cm2/s,具体可为1cm3/cm2/s、1.2cm3/cm2/s、1.5cm3/cm2/s、1.7cm3/cm2/s、2cm3/cm2/s、2.3cm3/cm2/s、2.5cm3/cm2/s、2.7cm3/cm2/s或3cm3/cm2/s。
在本发明提供的反渗透膜中,所述多孔支撑层优选由铸膜液在无纺布层表面固化形成;所述铸膜液的成分优选包括聚砜和有机溶剂;所述聚砜的数均分子量优选为60000~85000,更优选为65000~80000;所述有机溶剂包括但不限于N,N-二甲基甲酰胺(DMF);所述聚砜在铸膜液中的浓度优选为10~20wt%,具体可为10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%或20wt%。
在本发明提供的反渗透膜中,所述聚酰胺分离层优选由水相溶液与油相溶液在多孔支撑层上进行界面聚合反应后形成;其中,所述水相溶液中含有多元胺单体和水,所述油相溶液中含有多元酰氯单体和溶剂油。
在本发明提供的反渗透膜中,形成所述聚酰胺分离层的水相溶液中的多元胺单体优选为间苯二胺、乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、N-(2-羟乙基)乙二胺、1,2-二氨基环己烷、1,3-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己烷、二乙烯三胺、对苯二胺、邻苯二胺、均苯三胺、哌嗪何4-氨基甲基哌嗪中的一种或多种;所述多元胺单体在水相溶液中的含量优选为0.5~5wt%,具体可为0.5wt%、0.7wt%、1wt%、1.2wt%、1.5wt%、1.7wt%、2wt%、2.3wt%、2.5wt%、2.8wt%、3wt%、3.2wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%或5wt%;所述水相溶液中优选还含有表面活性剂、极性有机溶剂和pH调节剂中的一种或多种;其中,所述表面活性剂包括但不限于十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和月桂醇硫酸钠中的一种或多种;所述表面活性剂在水相溶液中的含量优选为0.5~2wt%,具体可为0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%、1.1wt%、1.2wt%、1.3wt%、1.4wt%、1.5wt%、1.6wt%、1.7wt%、1.8wt%、1.9wt%或2wt%;所述极性有机溶剂优选为N-甲基吡咯烷酮;所述极性有机溶剂在水相溶液中的含量优选为3~10wt%,具体可为3wt%、3.2wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%或10wt%;所述水相溶液的pH值优选为7~9,更优选为7~8.5。
在本发明提供的反渗透膜中,形成所述聚酰胺分离层的油相溶液中的多元酰氯单体,所述多元酰氯单体优选包括对苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、联苯二甲酰氯、苯二磺酰氯和均苯三甲酰氯中的一种或多种,更优选为均苯三甲酰氯;所述油相溶液中的溶剂油优选为Isopar G、Isopar L和正己烷中的一种或多种;所述多元酰氯单体在油相溶液中的含量优选为0.05~0.3wt%,具体可为0.05wt%、0.07wt%、0.1wt%、0.12wt%、0.15wt%、0.17wt%、0.2wt%、0.23wt%、0.25wt%、0.27wt%或0.3wt%。
在本发明提供的反渗透膜中,所述保护层中的葡萄糖酸多胍类高分子聚合物优选为葡萄糖酸聚六亚甲基胍、葡萄糖酸聚六亚甲基胍盐酸盐和葡萄糖酸聚六亚甲基双胍中的一种或多种;所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物的数均分子量优选为10000~20000,更优选为12000~14000。
在本发明提供的反渗透膜中,所述保护层优选由葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液在聚酰胺分离层表面涂覆后干燥形成;所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液优选为所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物水溶液;所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液的浓度优选为0.5~5wt%,具体可为0.5wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%或5wt%;所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液在聚酰胺分离层表面的涂覆量优选为10~30g/m2,具体可为10g/m2、11g/m2、12g/m2、13g/m2、14g/m2、15g/m2、16g/m2、17g/m2、18g/m2、19g/m2、20g/m2、21g/m2、22g/m2、23g/m2、24g/m2、25g/m2、26g/m2、27g/m2、28g/m2、29g/m2或30g/m2。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的持久抗菌高通量反渗透膜的制备方法,包括以下步骤:
a)将铸膜液涂覆到无纺布层的单侧表面,然后在水中进行相转化固化,之后进行漂洗和热固化,得到基膜;所述基膜的正面为多孔支撑层,背面为无纺布层;
b)在所述基膜的正面涂覆水相溶液,所述水相溶液中含有多元胺单体;之后干燥至基膜的水相表干;
c)在所述水相表干的基膜正面涂覆油相溶液进行界面聚合反应,所述油相溶液中含有多元酰氯单体;然后进行干燥,形成聚酰胺分离层;
d)在所述聚酰胺分离层表面涂覆葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液,干燥形成保护层,得到持久抗菌高通量反渗透膜。
在本发明提供的制备方法中,步骤a)中,所述无纺布层的厚度优选为70~150μm,具体可为70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm或150μm;所述无纺布层的透气率优选为1~3cm3/cm2/s,具体可为1cm3/cm2/s、1.2cm3/cm2/s、1.5cm3/cm2/s、1.7cm3/cm2/s、2cm3/cm2/s、2.3cm3/cm2/s、2.5cm3/cm2/s、2.7cm3/cm2/s或3cm3/cm2/s。
在本发明提供的制备方法中,步骤a)中,所述铸膜液的成分优选包括聚砜和有机溶剂;所述聚砜的数均分子量优选为60000~85000,更优选为65000~80000;所述有机溶剂包括但不限于N,N-二甲基甲酰胺(DMF);所述聚砜在铸膜液中的浓度优选为10~20wt%,具体可为10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%或20wt%。
在本发明提供的制备方法中,步骤a)中,所述相转化固化的温度优选为10~20℃,具体可为10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃、16℃、17℃、18℃、19℃或20℃;所述相转化固化的时间优选为0.5~2min,具体可为0.5min、0.6min、0.7min、0.8min、0.9min、1min、1.2min、1.5min、1.7min或2min。
在本发明提供的制备方法中,步骤a)中,所述漂洗的温度优选为20~40℃,具体可为20℃、23℃、25℃、27℃、30℃、32℃、35℃或40℃;所述漂洗的时间优选为1~5min,具体可为1min、1.5min、2min、2.5min、3min、3.5min、4min、4.5min或5min。
在本发明提供的制备方法中,步骤a)中,所述热固化的温度优选为30~50℃,具体可为30℃、32℃、35℃、37℃、40℃、42℃、45℃、47℃或50℃;所述热固化的时间优选为0.5~3min,具体可为0.5、1min、1.5min、2min、2.5min或3min。
在本发明提供的制备方法中,步骤b)中,所述水相溶液中含有多元胺单体和水;所述多元胺单体优选为间苯二胺、乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、N-(2-羟乙基)乙二胺、1,2-二氨基环己烷、1,3-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己烷、二乙烯三胺、对苯二胺、邻苯二胺、均苯三胺、哌嗪何4-氨基甲基哌嗪中的一种或多种;所述多元胺单体在水相溶液中的含量优选为0.5~5wt%,具体可为0.5wt%、0.7wt%、1wt%、1.2wt%、1.5wt%、1.7wt%、2wt%、2.3wt%、2.5wt%、2.8wt%、3wt%、3.2wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%或5wt%;所述水相溶液中优选还含有表面活性剂、极性有机溶剂和pH调节剂中的一种或多种;其中,所述表面活性剂包括但不限于十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和月桂醇硫酸钠中的一种或多种;所述表面活性剂在水相溶液中的含量优选为0.5~2wt%,具体可为0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%、1.1wt%、1.2wt%、1.3wt%、1.4wt%、1.5wt%、1.6wt%、1.7wt%、1.8wt%、1.9wt%或2wt%;所述极性有机溶剂优选为N-甲基吡咯烷酮;所述极性有机溶剂在水相溶液中的含量优选为3~10wt%,具体可为3wt%、3.2wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%或10wt%;所述水相溶液的pH值优选为7~9,更优选为7~8.5。
在本发明提供的制备方法中,所述步骤b)的具体过程优选包括:在所述基膜的正面涂覆水相溶液,随后去除基膜正面的多余水相溶液,接着将基膜送入带有供热及抽风系统的封闭空间内干燥至基膜的水相表干;其中,所述干燥的温度优选为20~30℃,具体可为20℃、25℃或30℃。
在本发明提供的制备方法中,步骤c)中,所述油相溶液中含有多元酰氯单体和溶剂油;所述多元酰氯单体优选包括对苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、联苯二甲酰氯、苯二磺酰氯和均苯三甲酰氯中的一种或多种,更优选为均苯三甲酰氯;所述溶剂油优选为Isopar G、Isopar L和正己烷中的一种或多种;所述多元酰氯单体在油相溶液中的含量优选为0.05~0.3wt%,具体可为0.05wt%、0.07wt%、0.1wt%、0.12wt%、0.15wt%、0.17wt%、0.2wt%、0.23wt%、0.25wt%、0.27wt%或0.3wt%。
在本发明提供的制备方法中,所述步骤c)的具体过程优选包括:在所述水相表干的基膜正面涂覆油相溶液进行界面聚合反应,随后去除基膜正面的多余油相溶液,接着进行干燥;其中,所述干燥的温度优选为60~80℃,具体可为60℃、65℃、70℃、75℃或80℃。
在本发明提供的制备方法中,步骤d)中,在涂覆所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液之前,优选先对形成有所述聚酰胺分离层的膜材进行漂洗。在本发明中,所述漂洗的具体方式优选为依次利用去离子水、异丙醇水溶液、柠檬酸水溶液和甘油水溶液进行漂洗;其中,利用所述去离子水进行漂洗的温度优选为15~30℃,更优选为25℃;利用所述去离子水进行漂洗的时间优选为1~5min,更优选为3min;所述异丙醇水溶液的浓度优选为1~5wt%,更优选为3wt%;利用所述异丙醇水溶液进行漂洗的温度优选为50~80℃,更优选为50℃;利用所述异丙醇水溶液进行漂洗的时间优选为2~10min,更优选为6min;所述柠檬酸水溶液的浓度优选为1~5wt%,更优选为3wt%;利用所述柠檬酸水溶液进行漂洗的温度优选为50~80℃,更优选上位65℃;利用所述柠檬酸水溶液进行漂洗的时间优选为2~10min,更优选为6min;所述甘油水溶液的浓度优选为2~6wt%,更优选为4wt%;利用所述甘油水溶液进行漂洗的温度优选为15~30℃,更优选为25℃;用所述甘油水溶液进行漂洗的时间优选为2~10min,更优选为6min。
在本发明提供的制备方法中,步骤d)中,所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液中的葡萄糖酸多胍类高分子聚合物优选为葡萄糖酸聚六亚甲基胍、葡萄糖酸聚六亚甲基胍盐酸盐和葡萄糖酸聚六亚甲基双胍中的一种或多种;所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物的数均分子量优选为10000~20000,更优选为12000~14000;所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液优选为所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物水溶液;所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液的浓度优选为0.5~5wt%,具体可为0.5wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%或5wt%。
在本发明提供的制备方法中,步骤d)中,所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液在聚酰胺分离层表面的涂覆量优选为10~30g/m2,具体可为10g/m2、11g/m2、12g/m2、13g/m2、14g/m2、15g/m2、16g/m2、17g/m2、18g/m2、19g/m2、20g/m2、21g/m2、22g/m2、23g/m2、24g/m2、25g/m2、26g/m2、27g/m2、28g/m2、29g/m2或30g/m2。
在本发明提供的制备方法中,步骤d)中,所述干燥的温度优选为40~70℃,具体可为40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃或70℃。
本发明提供的技术方案在反渗透膜的聚酰胺分离层表面设置了含有葡萄糖酸多胍类高分子聚合物的保护层,葡萄糖酸多胍类高分子聚合物中的氨基可与聚酰胺分离层上的羧基进行接枝反应,形成接枝型胍类化合物,从而使保护层牢固、稳定的复合在聚酰胺分离层表面。本发明提供的技术方案通过在反渗透膜表面接枝葡萄糖酸多胍类高分子聚合物,一方面,葡萄糖酸多胍类高分子聚合物携带的多个羟基基团能够增强反渗透膜自身的亲水性,加强保湿效果,可以更长时间维持反渗透膜的透过性能,延长反渗透膜使用寿命;另一方面,葡萄糖酸多胍类高分子聚合物在水溶液中能产生电离,它的亲水基部分含有强烈的正电性,能够吸附通常呈负电性的各类细菌、病毒,并抑细菌细胞膜内脂质体合成,造成菌体凋亡,达到杀菌效果,从而能够有效的减少反渗透膜的细菌及病毒污染。实验结果表明,本发明提供的反渗透膜在长期运行后依然具备良好的抗菌性能和高通量,具有良好的市场前景。
为更清楚起见,下面通过以下实施例和对比例进行详细说明。
实施例1
一种持久抗菌高通量反渗透膜的制备方法,具体如下:
1)制备聚砜支撑层:将铸膜液涂覆到无纺布(厚度100±10μm,透气率2.0±0.5cm3/cm2 /s)的一面,然后在凝胶槽中进行相转化,随后进行漂洗,之后再进行热固化,得到形成于无纺布表面的聚砜支撑层材料;其中,所述铸膜液由DMF和聚砜(数均分子量65000~80000)组成,DMF作为溶剂,聚砜浓度为16wt%;所述相转化的温度为15℃;所述相转化的时间为1min;所述漂洗的温度为30℃;所述漂洗的时间为2min;所述热固化的温度为40℃;所述热固化的时间为1.5min。
2)水相液的配制:加25g间苯二胺、5g十二烷基苯磺酸钠、30g N-甲基吡咯烷酮于940g水中,采用氢氧化钠调节pH值为7~8.5,搅拌均匀后获得水相溶液。
3)油相溶液的配制:将2g均苯三甲酰氯溶解于998g的Isopar G中,搅拌均匀后得到油相溶液。
4)制备聚酰胺分离层:在上述聚砜支撑层上涂覆水相溶液,除去表面多余的溶液后,再让吸附了水相液的聚砜底膜在带有供热及抽风系统的封闭空间内干燥至水相表干;之后,在膜材正面涂覆油相溶液,除去表面多余溶液,接着进入70℃烘箱中烘干形成聚酰胺分离层,即得到初生态的聚酰胺反渗透膜。
5)漂洗:分别利用去离子水、异丙醇水溶液、柠檬酸水溶液、甘油水溶液对初生态的聚酰胺反渗透膜进行漂洗;其中,去离子水温度为25℃,漂洗时间为3min;异丙醇水溶液浓度为3wt%,异丙醇水溶液温度为50℃,漂洗时间为6min;柠檬酸水溶液浓度为3wt%,柠檬酸水溶液温度为65℃,漂洗时间为6min;甘油水溶液浓度为4wt%,甘油水溶液温度为25℃,漂洗时间为6min。
6)制备保护层:在漂洗后的聚酰胺反渗透膜正面涂覆浓度为0.5wt%的葡萄糖酸聚六亚甲基胍(数均分子量12000~14000)水溶液,涂覆约为20g/m2,再经过烘箱50℃烘干形成保护层,得到持久抗菌高通量反渗透膜。
7)在1.03MPa、25℃与膜面流速1.1L/min下过滤1500ppm的氯化钠水溶液30min,测试得到初生态的反渗透膜组件初始通量,随后长期对膜片进行取样复测。
实施例2
一种持久抗菌高通量反渗透膜的制备方法,其他步骤与实施例1相同,所不同的是,表面涂覆浓度为2.5wt%的葡萄糖酸聚六亚甲基胍水溶液。
实施例3
一种持久抗菌高通量反渗透膜的制备方法,其他步骤与实施例1相同,所不同的是,表面涂覆浓度为5wt%的葡萄糖酸聚六亚甲基胍水溶液。
对比例1
一种制备反渗透膜的方法,其他步骤与实施例1相同,所不同的是,不包括步骤5。
将实施例1~3及对比例1所制备的反渗透膜持续使用1000h,对使用期间的膜通量和脱盐率进行测试,结果如表1所示。
表1 实施例1~3及对比例1所制备的反渗透膜的膜通量和脱盐率测试结果
将实施例1~3及对比例1所制备的反渗透膜持续使用1000h,对使用期间的抗菌性能的进行测试,具体测试方法如下:
以革兰氏阴性的大肠杆菌和革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌作为细菌模型,依据中华人民共和国国家标准(GB/T 20944.3-2008),采用菌液震荡法进行抗菌性能测试。通过平板计数法计算每个琼脂板上的菌落数来分析各膜样品的抑菌率(K),公式如下:
K=(1-Nm/N0)×100%;
其中,K为抑菌率,%;Nm为反渗透膜样品的菌落数,CFU/mL;N0为空白对照组的菌落数,CFU/mL,结果如表2所示。
表2 实施例1~3及对比例1所制备的反渗透膜的抗菌性能测试结果
对比例2
一种制备反渗透膜的方法,其他步骤与实施例1相同,所不同的是,表面涂覆浓度为0.5wt%的聚六亚甲基胍(数均分子量8000~10000)水溶液。
对比例3
一种制备反渗透膜的方法,其他步骤与实施例1相同,所不同的是,表面涂覆浓度为0.5wt%的聚六亚甲基胍盐酸盐(数均分子量10000~11000)水溶液。
对比例4
一种制备反渗透膜的方法,其他步骤与实施例1相同,所不同的是,表面涂覆浓度为0.5wt%的羟基离子聚六亚甲基胍(数均分子量9000~10000)水溶液。
将实施例1及对比例2~4所制备的反渗透膜持续使用1000h,对使用期间的膜通量、脱盐率和抗菌性能进行测试,抗菌性能的测试方法参照前文,测试结果如表3~表4所示。
表3 实施例1及对比例2~4所制备的反渗透膜的膜通量和脱盐率测试结果
表4 实施例1及对比例2~4所制备的反渗透膜的抗菌性能测试结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种持久抗菌高通量反渗透膜,其特征在于,包括依次接触的无纺布层、多孔支撑层、聚酰胺分离层和保护层,所述保护层的成分包括葡萄糖酸多胍类高分子聚合物。
2.根据权利要求1所述的持久抗菌高通量反渗透膜,其特征在于,所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物为葡萄糖酸聚六亚甲基胍、葡萄糖酸聚六亚甲基胍盐酸盐和葡萄糖酸聚六亚甲基双胍。
3.根据权利要求1所述的持久抗菌高通量反渗透膜,其特征在于,所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物的数均分子量为10000~20000。
4.根据权利要求1所述的持久抗菌高通量反渗透膜,其特征在于,所述聚酰胺分离层由水相溶液与油相溶液在多孔支撑层上进行界面聚合反应后形成,所述水相溶液中含有多元胺单体,所述油相溶液中含有多元酰氯单体。
5.根据权利要求4所述的持久抗菌高通量反渗透膜,其特征在于,所述多元胺单体为间苯二胺、乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、N-(2-羟乙基)乙二胺、1,2-二氨基环己烷、1,3-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己烷、二乙烯三胺、对苯二胺、邻苯二胺、均苯三胺、哌嗪何4-氨基甲基哌嗪中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的持久抗菌高通量反渗透膜,其特征在于,所述多元酰氯单体包括对苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、联苯二甲酰氯、苯二磺酰氯和均苯三甲酰氯中的一种或多种。
7.一种权利要求1~6任一项所述的持久抗菌高通量反渗透膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a)将铸膜液涂覆到无纺布层的单侧表面,然后在水中进行相转化固化,之后进行漂洗和热固化,得到基膜;所述基膜的正面为多孔支撑层,背面为无纺布层;
b)在所述基膜的正面涂覆水相溶液,所述水相溶液中含有多元胺单体;之后干燥至基膜的水相表干;
c)在所述水相表干的基膜正面涂覆油相溶液进行界面聚合反应,所述油相溶液中含有多元酰氯单体;然后进行干燥,形成聚酰胺分离层;
d)在所述聚酰胺分离层表面涂覆葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液,干燥形成保护层,得到持久抗菌高通量反渗透膜。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤d)中,所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液的浓度为0.5~5wt%。
9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤d)中,所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液在聚酰胺分离层表面的涂覆量为10~30g/m2。
10.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤d)中,在涂覆所述葡萄糖酸多胍类高分子聚合物溶液之前,先对形成有所述聚酰胺分离层的膜材进行漂洗。
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