RU2465951C1 - Композиционный материал для фильтрационной очистки жидкости - Google Patents
Композиционный материал для фильтрационной очистки жидкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2465951C1 RU2465951C1 RU2011108520/05A RU2011108520A RU2465951C1 RU 2465951 C1 RU2465951 C1 RU 2465951C1 RU 2011108520/05 A RU2011108520/05 A RU 2011108520/05A RU 2011108520 A RU2011108520 A RU 2011108520A RU 2465951 C1 RU2465951 C1 RU 2465951C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membrane
- clusters
- hydrophilic polymer
- antibacterial agent
- composite material
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims description 10
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 81
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 claims abstract description 51
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 45
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 45
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 claims description 25
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 19
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 18
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 14
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 14
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 10
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 claims description 10
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 10
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 10
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 5
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 4
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 3
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 32
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 9
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 abstract description 3
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000003378 silver Chemical class 0.000 description 8
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 7
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 239000002964 rayon Substances 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- WHNPOQXWAMXPTA-UHFFFAOYSA-N 3-methylbut-2-enamide Chemical compound CC(C)=CC(N)=O WHNPOQXWAMXPTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical class [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021626 Tin(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 230000003113 alkalizing effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002433 hydrophilic molecules Chemical class 0.000 description 1
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002186 photoactivation Effects 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N sodium;9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 230000031068 symbiosis, encompassing mutualism through parasitism Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- B01D69/08—Hollow fibre membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
-
- 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
- B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
- B01D67/0088—Physical treatment with compounds, e.g. swelling, coating or impregnation
-
- 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
- B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
-
- 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
- B01D69/14—Dynamic membranes
- B01D69/141—Heterogeneous membranes, e.g. containing dispersed material; Mixed matrix membranes
- B01D69/148—Organic/inorganic mixed matrix membranes
-
- 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
- B01D71/02—Inorganic material
- B01D71/022—Metals
-
- 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
-
- 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
- B01D71/26—Polyalkenes
- B01D71/261—Polyethylene
-
- 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
- B01D71/381—Polyvinylalcohol
-
- 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
- B01D71/48—Polyesters
-
- 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
- B01D71/56—Polyamides, e.g. polyester-amides
-
- 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
- B01D71/58—Other polymers having nitrogen in the main chain, with or without oxygen or carbon only
- B01D71/60—Polyamines
-
- 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
- B01D71/68—Polysulfones; Polyethersulfones
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/16—Use of chemical agents
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
Изобретение относится к композиционным мембранным материалам для очистки жидкости, в частности питьевой воды. Материал для фильтрационной очистки жидкости выполнен из полимерной мембраны, представляющей из себя фибриллярно-пористую матрицу, содержащую гидрофильный полимер и металлический антибактериальный агент. Фибриллярно-пористая матрица содержит устойчивые активные зоны, состоящие из кластеров металлического антибактериального агента в комбинации с молекулами гидрофильного полимера. Часть кластеров металлического антибактериального агента связана друг с другом и с поверхностью пор матрицы молекулами гидрофильного полимера, часть кластеров металлического антибактериального агента дополнительно химически связана с поверхностью пор матрицы. Среднее расстояние между активными зонами меньше, чем по меньшей мере трехкратный средний диаметр пор матрицы. Размер активной зоны составляет 10-100 нм. Техническим результатом является получение устойчивой гидрофильности полимерной мембраны при сохранении проницаемости мембраны и повышение бактериостатичности композиционного материала. 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к композиционным материалам, а более конкретно к композиционным мембранным материалам на основе полимерных материалов, используемых для очистки жидкости, в частности питьевой воды.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время среди мембранных материалов, применяемых для очистки жидких сред, в частности для водоочистки, используются полимерные материалы, принадлежащие к различным классам: полиолефины, полисульфоны, полиамиды, полиакрилаты, полиэфиры и т.д. Мембранные материалы могут быть получены методом экструзии с последующей вытяжкой или, например, методом инверсии фаз. Такие мембраны имеют уникальную фибриллярно-пористую матрицу (далее просто матрицу), состоящую из нитеобразных агрегатов макромолекул (фибрилл), разделенных микропустотами (порами). Фиг.1. Поскольку фибриллы разобщены в пространстве, а их поверхность составляет поверхность стенок микропустот, такая матрица содержит огромное количество пор, образующих в целом пористую мембранную поверхность. При этом под «пористой мембранной поверхностью» следует понимать общую поверхность всех имеющихся в матрице пор, в том числе поверхность пор, расположенных с внешней стороны мембраны (далее поверхность пор матрицы).
Мембранные материалы, изготовленные из полиолефинов, например полиэтилена или полипропилена (полученные методом экструзии с последующей вытяжкой, имеющие фибриллярно-пористую матрицу), обладают рядом заметных преимуществ: высочайшей механической прочностью, отличной химической стойкостью к работе в различных средах, возможностью в широких пределах контролировать транспортные и барьерные свойства мембран на их основе. Единственным недостатком мембранных материалов на основе полиолефинов, который является существенным препятствием их широкого использования для фильтрации водных растворов, является их гидрофобность.
Все мембранные материалы являются микробиологически небезопасными, поскольку в силу своих барьерных свойств, они в той или иной степени подвержены микробиологическому обрастанию с образованием на их поверхности биофильма и потенциально неконтролируемым развитием микрофлоры. Контроль за бактериостатичностью поверхности мембранных материалов может быть осуществлен различными способами, например, с использованием полимерных покрытий на поверхности мембранного материала, которые обладают бактериостатическими свойствами или использованием антибактериально-активных ионов металлов при получении мембранных материалов.
Из уровня техники известен гидрофильный мембранный материал на основе полиолефинов и метод его получения по патенту США №4,717,479, MITSUBISHI RAYON СО, опубл. 05.01.1988, B01D 67/00, в соответствии с которым на поверхности полиолефиновой гидрофобной мембраны проводится полимеризация пленки гидрофилизующего мономера с величиной 2<HLB>20 (предпочтительно 5<HLB>15). Недостатками данного материала является то, что используемые полимеры обладают низкой химической стабильностью, способны активно набухать с уменьшением проницаемости мембраны и не обладают бактериостатичностью.
Из патента Японии №10-004852, SLIONTEC КК, опубл. 13.01.1998, А01М 21/04, известен гидрофильный материал на основе полипропилена, препятствующий росту и развитию микробиологических объектов, в частности водорослей, содержащий частицы серебросодержащего цеолита. Недостатком данного материала является то, что при этом сложно поддерживать достаточную для эффективного предотвращения роста микроорганизмов, а также стабильную и воспроизводимую фоновую концентрацию ионов серебра, которая будет зависеть, в частности, от размеров частиц цеолита.
Известен половолоконный мембранный материал по патенту Японии №02-152530, MITSUBISHI RAYON CO, опубл. 12.06.1990, B01D 69/00, B01D 67/00. На поверхности пористой полиэтиленовой мембраны, в результате проведения реакции серебряного зеркала, осаждается слой металлического серебра, препятствующий зарастанию поверхности грибками. Недостатком данного мембранного материала является то, что при проведении реакции серебряного зеркала образуется слой металлического серебра, обладающий малой удельной поверхностью, что препятствует образованию заметных фоновых концентраций ионов серебра в области, непосредственно примыкающей к мембране. Кроме того, образование металлического слоя на поверхности мембраны не приводит к гидрофилизации ее поверхности, т.е. поверхность остается гидрофобной и после высыхания мембраны она будет непригодна к использованию для фильтрации водных растворов.
В патенте США №6,652,751, ATIONAL RESEARCH COUNCIL OF CANADA, опубл. 25.11.2003, B01D 69/00, B01D 67/00, описан мембранный материал и установка для фильтрации воды, использующая данный материал. Описываемый материал представляет из себя бактериостатическую полимерную мембрану, полученную либо путем адсорбции ионов металлов, обладающих бактериостатическими свойствами, с последующим восстановлением их до металлов in situ, либо путем введения ионов металлов, обладающих бактериостатическими свойствами, в мембрану в процессе ее формования с последующим восстановлением до соответствующих металлов. Недостатком данного материала является возможность использования только крайне ограниченного набора исходных мономеров для синтеза полимерной мембраны, что предполагает крайне узкий диапазон свойств потенциально получаемых полимерных мембран. Полимерные материалы, получаемые по методу восстановления in situ ионов, адсорбированных на поверхности, будут обладать крайне низкими бактериостатическими и бактерицидными свойствами, поскольку величина адсорбции ионов металлов на поверхности полимерных материалов мала и при таком способе невозможно получить материал с заметным содержанием металла в готовой мембране.
Из литературы известны композиционные материалы, выполненные из полимерной мембраны, покрытой гидрофилизующей полимерной пленкой, содержащей различного вида диспергированные добавки частиц металла с антибактериальными свойствами для придания этим композиционным мембранам бактерицидных свойств (патент Японии №2005111429, TORAY INDUSTRIES, опубл. 28.04.2005, B01D 69/00). Как правило, подобные гидрофилизующие пленки являются достаточно плотными и уменьшают проницаемость мембраны или они легко смываются водой.
Известны композиционные фильтрующие материалы, обладающие антимикробной активностью, содержащие кластеры или наночастицы металла, обладающего антибактериальными свойствами, диспергированные в среде-носителе.
Например, известен композиционный фильтрующий материал, обладающий антимикробной активностью, который содержит на поверхности носителя (алюмосиликат, диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид титана) трехслойную структуру из серебросодержащих наночастиц, в которой первый от носителя слой содержит частицы металлического серебра, второй слой содержит частицы оксидов серебра, а третий слой содержит кластеры серебра. Способ получения материала включает очистку поверхности носителя, обработку носителя водным раствором соли двухвалентного олова, обработку водным раствором соли серебра, промывку носителя деминерализованной водой, затем осуществление восстановления ионов серебра путем фотоактивации в фазе носителя до образования на ее поверхности слоя, содержащего наночастицы серебра и сушку (RU 2315649, Парфенов А.С., опубл. 27.01.2008, B01D 39/00). Однако использование известной трехслойной структуры из серебросодержащих наночастиц в составе композиционных материалов для фильтрационной очистки жидкости, в которых в качестве носителя используют полимерные мембранные материалы, неэффективно, из-за сложной технологии получения известной структуры, а также из-за возможного вымывания серебра из материала в процессе его эксплуатации.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является гидрофильная антибактериальная пористая мембрана, выполненная из полимерной мембраны, представляющей из себя фибриллярно-пористую матрицу, содержащую гидрофильный полимер и антибактериальный агент (JP05-115760, MITSUBISHI RAYON CO LTD, опубл. 14.05.1993, B01D 69/00, B01D 67/00). Поверхность пор матрицы покрыта слоем гидрофильного полимера, содержащим диспергированный металлический антибактериальный агент. Гидрофильный слой удерживается на мембране за счет механического сцепления гидрофильного полимера с фибриллярно-пористой матрицей («якорный механизм»), при этом металлический антибактериальный агент находится в гидрофильном слое в диспергированном состоянии и непосредственно сам никак не связан с поверхностью пор матрицы.
В качестве полимерной пористой мембраны используют мембрану, имеющую фибриллярно-пористую структуру, например, на основе полиэтилена или полипропилена. В качестве гидрофильного полимера используют мономер, например диметилакриламид или винилпирролидон, или полимер, например, на основе одного из указанных мономеров, а в качестве металлического антибактериального агента используют мелкодисперсный порошок, содержащий тяжелые металлы, обладающие антибактериальными свойствами, например медь или серебро, или их соединения.
Гидрофильную антибактериальную пористую мембрану получают при погружении гидрофобной полимерной мембраны в раствор, содержащий металлический антибактериальный агент и гидрофильный полимер. При этом, если в качестве гидрофильного полимера используют мономер, то формирование гидрофильного слоя на поверхности пор матрицы происходит за счет полимеризации мономера в присутствии инициатора (например, перекиси бензоила или азобисизобутиронитрилла), а если в качестве гидрофильного полимера используют полимер, то за счет испарения растворителя при термообработке.
Однако, полученный в данных условиях гидрофилизующий слой хорошо растворим в воде и будет быстро смываться, так как данный слой не связан с поверхностью гидрофобной мембраны химической связью. Также отсутствует какая-либо связь металлического антибактериального агента, диспергированного в слое гидрофильного полимера, непосредственно с пористой мембранной поверхностью, что может приводить к неконтролируемому выделению указанного металлического антибактериального агента в фильтрат и снижению антибактериальной активности композиционной мембраны. Помимо этого диспергированные частицы металлического мелкодисперсного порошка будут иметь размеры порядка нескольких десятков микрометров, т.е. будут достаточно крупными и, следовательно, будут иметь малую удельную поверхность (величина удельной поверхности обратно пропорциональна размеру частиц дисперсной фазы), что будет препятствовать образованию заметных фоновых концентраций ионов соответствующего металла в области, непосредственно примыкающей к мембране.
Кроме того, термообработка, используемая на стадии получения композиционной мембраны, может приводить к деградации структуры мембраны и необратимым изменениям в ее фибриллярно-пористой морфологии, приводящим к снижению проницаемости или возникновению структурных дефектов.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В основу изобретения положена задача создать новый композиционный материал, позволяющий избежать указанных недостатков.
Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является достижение устойчивой гидрофильности полимерной мембраны в процессе ее эксплуатации при одновременном сохранении проницаемости полимерной мембраны и повышении бактериостатичности композиционного материала.
Дополнительным техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является повышение бактериостатичности околомембранного пространства в процессе фильтрации жидкости.
Поставленная задача и требуемый технический результат достигаются за счет создания нового композиционного материала для фильтрационной очистки жидкости, выполненного из полимерной мембраны, представляющей из себя фибриллярно-пористую матрицу, содержащую гидрофильный полимер и металлический антибактериальный агент, где согласно изобретению фибриллярно-пористая матрица содержит по меньшей мере в части своего объема устойчивые активные зоны, состоящие из кластеров металлического антибактериального агента в комбинации с молекулами гидрофильного полимера, при этом по меньшей мере часть кластеров металлического антибактериального агента связана друг с другом и с поверхностью пор матрицы молекулами гидрофильного полимера, причем по меньшей мере часть кластеров металлического антибактериального агента дополнительно химически связана с поверхностью пор матрицы, где среднее расстояние между активными зонами меньше, чем по меньшей мере трехкратный средний диаметр пор матрицы. При этом кластеры металлического антибактериального агента сформированы осаждением из раствора гидрофильного полимера и ионов соответствующего металла посредством щелочного агента, где в качестве щелочного агента используют водный раствор гидроксида щелочного или щелочноземельного металла, например гидроксид калия или натрия. Причем количество кластеров металлического антибактериального агента составляет не более 50 мг на 1 м2 внешней поверхности полимерной мембраны, а количество гидрофильного полимера составляет не более 80 мг на 1 м2 внешней поверхности полимерной мембраны, где в качестве полимерной мембраны используют мембрану на основе полиолефинов, полиакрилатов, полиэфиров, полиамидов или полисульфонов. Предпочтительным является использование половолоконной мембраны на основе полеолефинов, предпочтительно полиэтилена. При этом в качестве гидрофильного полимера используют, например, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, полиамины или любую их комбинацию. Предпочтительным является использование поливинилового спирта. При этом кластеры металлического антибактериального агента представляют из себя, например, кластеры серебра, меди или золота.
Именно за счет наличия в композиционном материале устойчивых активных зон, содержащих кластеры металлического антибактериального агента в комбинации с молекулами гидрофильного полимера, их определенного распределения по объему фибриллярно-пористой матрицы, а также определенной связи («симбиотического» взаимодействия) кластеров металлического антибактериального агента и молекул гидрофильного полимера как друг с другом, так и с поверхностью пор матрицы, где кластеры металлического антибактериального агента дополнительно химически связаны с поверхностью пор матрицы, в сравнении с прототипом, достигается устойчивая гидрофильность полимерной мембраны в процессе ее эксплуатации при одновременном сохранении ее проницаемости и повышении бактериостатичности композиционного материала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - электронная фотография полиэтиленовой мембраны, полученной методом экструзии с последующей вытяжкой. На фотографии хорошо видна морфология фибриллярно-пористой матрицы полимерной мембраны.
Фиг.2 - электронная фотография композиционного мтериала.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Активная зона представляет из себя кластер металлического антибактериального агента (далее просто кластер), например меди, золота или серебра, окруженный молекулами гидрофильного полимера. Формирование активных зон в фибриллярно-пористой матрице полимерной мембраны происходит во время контакта мембраны со свежеприготовленным медленнокоагулирующим золем, содержащим кластеры. Золообразование - сложный процесс, начинающийся с нуклеации (процесса зародышеобразования), который представляет из себя зарождение активных металлических частиц, впоследствии образующих кластеры, в процессе восстановления ионов металла в растворе гидрофильного полимера посредством щелочного агента. Мембрану приводят в контакт с золем сразу же после добавления щелочного агента в раствор гидрофильного полимера, содержащего ионы металла, обладающего бактериальными свойствами, и предпочтительно не позднее 5 минут после этого. Так как именно в это время происходит образование активных металлических зародышей, позднее формирующих кластеры металлического антибактериального агента, способных химически сцепляться с поверхностью пор матрицы. Образование зародышей происходит через образование гидроксида соответствующего металла и его дальнейшее разложение, где молекулы гидрофильного полимера играют роль стабилизатора образующихся активных металлических частиц. Стабилизация происходит за счет покрытия поверхности активных металлических зародышей молекулами гидрофильного полимера, в результате чего и осуществляется формирование устойчивых активных зон, содержащих в комбинации с молекулами гидрофильного полимера кластеры с распределением по размерам, приблизительно, от 10 до 100 нм (Фиг.2), при этом количество кластеров будет составлять не более 50 мг на 1 м2 внешней поверхности мембраны, а количество гидрофильного полимера не более 80 мг соответственно. Рост и структуризация кластеров металла в присутствии гидрофильного полимера протекает в щелочной среде (pH≥11) и при температуре до 50°С. Размеры формируемых кластеров близки к размерам большинства биологических макромолекул, а их высокая антибактериальная активность, обусловленная большой удельной площадью поверхности и особенной структурой, превосходит активность ионов. Поэтому использование крайне незначительных количеств кластеров металлического антибактериального агента достаточно для подавления развития микроорганизмов на поверхности мембраны, а также для поддержания стабильной и воспроизводимой фоновой концентрации ионов антибактериального агента в области, непосредственно примыкающей к мембране.
Кластеры в комбинации с молекулами гидрофильного полимера формируют устойчивые активные зоны, которые хорошо видны на фотографии, полученной с помощью электронного микроскопа, Фиг.2. Устойчивые активные зоны наблюдаются как на поверхности, так и в объеме мембраны, при этом на фотографии хорошо видно, что они не образуют сплошной фазы, а наоборот, среднее расстояние между активными зонами меньше, чем по меньшей мере трехкратный средний диаметр пор матрицы. При прохождении жидкости через поры мембраны активные зоны не разрушаются, не происходит вымывания молекул гидрофильного полимера из матрицы. Это связано с тем, что по меньшей мере часть молекул гидрофильного полимера не просто механически сцеплена с поверхностью пор матрицы, но также и за счет кластеров металла, которые как «заклепки» удерживают цепи гидрофильного полимера на поверхности пор («заклепочный механизм»), так как по меньшей мере часть кластеров при этом дополнительно химически связана с поверхностью пор матрицы. Это возможно в силу того, что в процессе получения полимерной мембраны, особенно методом экструзии с последующей вытяжкой, вытянутая поверхность полимера становится напряженной и на ней в незначительных количествах образуются активные функциональные группы, с которыми как раз и могут сцепляться активные металлические зародыши (впоследствии образующие кластеры металлического антибактериального агента), сформированные осаждением, из раствора гидрофильного полимера и ионов соответствующего металла посредством щелочного агента. Таким образом наблюдается «симбиотическое взаимодействие» между кластерами металла, молекулами гидрофильного полимера и фибриллярно-пористой матрицей, придающее активным зонам устойчивость, за счет чего при минимальных количествах в пористой матрице гидрофильного полимера, в сравнении с прототипом, в процессе эксплуатации мембраны достигается ее устойчивая гидрофильность при одновременном сохранении ее проницаемости и повышении бактериостатичности композиционного материала, при этом дополнительно достигается повышение бактериостатичности околомембранного пространства в процессе фильтрации жидкости.
Помимо этого в композиционном материале, в объеме его фибриллярно-пористой матрицы, могут присутствовать кластеры, не связанные друг с другом молекулами гидрофильного полимера. Они могут находиться в виде локальных активных зон. Локальная активная зона может представлять из себя, например, кластер металлического антибактериального агента, расположенный на отдельной фибрилле пористой матрицы, опутанный молекулами гидрофильного полимера, при этом кластер может быть дополнительно химически связан («заклепочный механизм») с поверхностью фибриллы и сами молекулы гидрофильного полимера могут, например, замыкаться на фибрилле в виде гидрофильного «кольца», обеспечивая устойчивость локальной активной зоны. При этом локальные активные зоны в совокупности также будут способствовать достижению устойчивой гидрофильности полимерной мембраны при одновременном сохранении ее проницаемости и повышении бактериостатичности композиционного материала, а также дополнительно способствовать повышению бактериостатичности околомембранного пространства в процессе фильтрации жидкости.
В качестве полимерной мембраны используют мембрану на основе полиолефинов, полиакрилатов, полиэфиров, полиамидов или полисульфонов. Предпочтительным является использование половолоконной мембраны на основе полеолефинов, предпочтительно полиэтилена.
В качестве гидрофильного полимера используют, например, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, полиамины или любую их комбинацию. Предпочтительным является использование поливинилового спирта.
Кластеры металлического антибактериального агента могут представлять из себя, например, кластеры серебра, меди или золота.
Композиционный материал получают обработкой полимерной мембраны, имеющей фибриллярно-пористую матрицу, свежеприготовленным медленнокоагулирующим золем, содержащим кластеры металлического антибактериального агента, стабилизированные молекулами гидрофильного полимера. Золь получают подщелачиванием раствора, содержащего гидрофильный полимер и соответствующий металл в ионной форме, обладающий бактериальными свойствами. Подщелачивание осуществляют до значения рН не менее 11, предпочтительно не менее 12. Обработку полимерной мембраны осуществляют сразу же после образования золя путем выдерживания мембраны в свежеприготовленном медленнокоагулирующем золе в течение не менее одного часа, после чего мембрану промывают водой и высушивают при температуре предпочтительно не менее 20°С и не более 50°С. В качестве раствора гидрофильного полимера в зависимости от способа получения используют водный раствор или водно-спиртовой раствор гидрофильного полимера на основе одноосновных или двухосновных спиртов, предпочтительно на основе этанола. При использовании водного раствора гидрофильного полимера гидрофобную мембрану следует предварительно смочить, обработав спиртоглицериновой смесью, для обеспечения лучшего контакта поверхности пористой матрицы со свежеприготовленным золем. Для подщелачивания применяют щелочной агент, в качестве которого используют водный раствор гидроксида щелочного или щелочноземельного металла, например гидроксид калия или натрия. В качестве ионов металла используют ионы серебра, золота или меди.
Для повышения проницаемости полимерных мембран, например полиолефиновых, их, как правило, могут подвергать термостабилизации. Термостабилизацию полимерной мембраны заявленного композиционного материала можно осуществлять как до обработки мембраны свежеприготовленным золем, так и после обработки или частично до обработки и частично после.
Ниже приведены примеры получения заявленного композиционного материала.
Пример 1.
К 60 мл 2% раствора поливинилового спирта приливают 30 мл водно-этанольной смеси (этанол-вода 1:1 по объему), затем 30 мл раствора AgNO3 (2 г/л Ag, подкисленный азотной кислотой), затем при перемешивании - 30 мл спирта. К полученному прозрачному раствору при перемешивании добавляют 7,5 мл водного раствора гидроксида натрия (4 н.). При добавлении щелочи раствор приобретает коричневую окраску. Свежеприготовленный медленнокоагулирующий золь используют для обработки предварительно термостабилизированной половолоконной мембраны на основе полиэтилена сразу (в течение 1 минуты), так как именно в это время происходит образование активных металлических частиц серебра, впоследствии формирующих кластеры серебра, способных химически сцепляться с поверхностью пор матрицы («заклепочный механизм»). Образование зародышей происходит через образование AgOH и его дальнейшее разложение. При этом молекулы поливинилового спирта стабилизируют образующиеся активные зародыши с формированием устойчивых активных зон, содержащих в комбинации с молекулами поливинилового спирта кластеры серебра с распределением по размерам приблизительно от 30 до 70 нм, при этом количество кластеров серебра будет составлять 0,5 мг на 1 м2 внешней поверхности мембраны, а количество гидрофильного полимера 40 мг на 1 м2 внешней поверхности мембраны. Рост и структуризация кластеров серебра в присутствии молекул поливинилового спирта протекает в щелочной среде (рН≥11) и при температуре 25°С. Выдерживают мембрану в золе в течение приблизительно 1-1,5 ч. При этом половолоконная мембрана приобретает зеленовато-бурую окраску, а золь темнеет и мутнеет (до темного серо-коричневого). По истечении времени обработки мембрану извлекают из золя, промывают водой и высушивают.
Пример 2.
Предварительно термостабилизированную половолоконную мембрану на основе полиэтилена обрабатывают спирто-глицериновой смесью (можно без высушивания) для обеспечения наилучшего контакта поверхности пористой матрицы со свежеприготовленным золем. Спирто-глицериновая смесь - раствор глицерина в этаноле (20% масс.) К 60 мл 2% раствора поливинилового спирта приливают 60 мл воды, затем 30 мл раствора AgNO3 (2 г/л Ag, подкисленный азотной кислотой). К полученному прозрачному раствору при перемешивании добавляют 7,5 мл водного раствора гидроксида натрия (4 н.). Раствор приобретает красно-коричневую окраску. Свежеприготовленный медленнокоагулирующий золь используют для обработки предварительно термостабилизированной половолоконной мембраны на основе полиэтилена сразу (в течение 1 минуты), так как именно в это время происходит образование активных металлических частиц серебра, впоследствии формирующих кластеры серебра, способных химически сцепляться с поверхностью пор матрицы («заклепочный механизм»). Образование зародышей происходит через образование AgOH и его дальнейшее разложение. При этом молекулы поливинилового спирта стабилизируют образующиеся активные зародыши с формированием устойчивых активных зон, содержащих в комбинации с молекулами поливинилового спирта кластеры серебра с распределением по размерам приблизительно от 20 до 90 нм, при этом количество кластеров серебра будет составлять 0,7 мг на 1 м2 внешней поверхности мембраны, а количество гидрофильного полимера 50 мг на 1 м2 внешней поверхности мембраны. Рост и структуризация кластеров серебра в присутствии молекул поливинилового спирта протекает в щелочной среде (рН≥11) и при температуре 25°С. Выдерживают мембрану в золе в течение приблизительно 1-1,5 ч. При этом мембрана приобретает бурую окраску, а золь темнеет и мутнеет до темно-бурого. По истечении времени обработки половолоконную мембрану вынимают, промывают водой и высушивают.
Заявленный композиционный материал может быть использован в устройствах для очистки жидкости, в том числе питьевой воды, в тех случаях, когда необходимо обеспечить, помимо высокой производительности, бактериостатичность фильтрующей среды, а также дополнительно бактериостатичность околомембранного пространства. Кроме того, композиционный материал может быть использован для придания гидрофильных и бактериостатических свойств поверхностям полимерных материалов.
Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано в связи с тем вариантом его осуществления, который в настоящее время считается наиболее практически выгодным и предпочтительным, следует понимать, что данное изобретение не ограничено описанным вариантом осуществления, а наоборот, оно охватывает различные модификации и варианты в рамках сущности и объема предлагаемой формулы изобретения.
Claims (8)
1. Композиционный материал для фильтрационной очистки жидкости, выполненный из полимерной мембраны, представляющей из себя фибриллярно-пористую матрицу, содержащую гидрофильный полимер и металлический антибактериальный агент, отличающийся тем, что фибриллярно-пористая матрица содержит по меньшей мере в части своего объема устойчивые активные зоны, состоящие из кластеров металлического антибактериального агента в комбинации с молекулами гидрофильного полимера, при этом по меньшей мере часть кластеров металлического антибактериального агента связаны друг с другом и с поверхностью пор матрицы молекулами гидрофильного полимера, причем по меньшей мере часть кластеров металлического антибактериального агента дополнительно химически связана с поверхностью пор матрицы, а среднее расстояние между активными зонами меньше, чем по меньшей мере трехкратный диаметр пор матрицы, при этом размер активной зоны составляет от 10 до 100 нм, количество кластеров металлического антибактериального агента составляет не более 50 мг на 1 м2 внешней поверхности полимерной мембраны, а количество гидрофильного полимера составляет не более 80 мг на 1 м2 внешней поверхности полимерной мембраны.
2. Композиционный материал для фильтрацнонной очистки жидкости по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимерной мембраны используют мембрану на основе полиолефинов, полиакрилатов, полиэфиров, полиамидов или полисульфонов.
3. Композиционный материал для фильтрационной очистки жидкости по п.2, отличающийся тем, что предпочтительно используют половолоконную мембрану.
4. Композиционный материал для фильтрациоиной очистки жидкости по п.2, отличающийся тем, что предпочтительно используют мембрану на основе полиолефинов.
5. Композиционный материал для фильтрационной очистки жидкости по п.4, отличающийся тем, что предпочтительно используют мембрану на основе полиэтилена.
6. Композиционный материал для фильтрационной очистки жидкости по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидрофильного полимера используют, например, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, полиамины или любую их комбинацию.
7. Композиционный материал для фильтрацнонной очистки жидкости по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидрофильного полимера предпочтительно используют поливиниловый спирт.
8. Композиционный материал для фильтрационной очистки жидкости по п.1, отличающийся тем, что кластеры металлического антибактериального агента представляют из себя, например, кластеры серебра, меди или золота.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011108520/05A RU2465951C1 (ru) | 2011-03-01 | 2011-03-01 | Композиционный материал для фильтрационной очистки жидкости |
| EP12752045.0A EP2682177A4 (en) | 2011-03-01 | 2012-02-28 | COMPOSITE MATERIAL FOR PURIFYING A LIQUID BY FILTERING |
| US14/002,385 US20130334129A1 (en) | 2011-03-01 | 2012-02-28 | Composite material for purification of a liquid by filtration |
| PCT/RU2012/000138 WO2012118408A2 (ru) | 2011-03-01 | 2012-02-28 | Композиционный материал для фильтрационной очистки жидкости |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011108520/05A RU2465951C1 (ru) | 2011-03-01 | 2011-03-01 | Композиционный материал для фильтрационной очистки жидкости |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011108520A RU2011108520A (ru) | 2012-09-10 |
| RU2465951C1 true RU2465951C1 (ru) | 2012-11-10 |
Family
ID=46758409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011108520/05A RU2465951C1 (ru) | 2011-03-01 | 2011-03-01 | Композиционный материал для фильтрационной очистки жидкости |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20130334129A1 (ru) |
| EP (1) | EP2682177A4 (ru) |
| RU (1) | RU2465951C1 (ru) |
| WO (1) | WO2012118408A2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2620388C1 (ru) * | 2015-11-30 | 2017-05-25 | Иван Викторович Бессонов | Макропористые сорбенты для удаления цианобактерий из водной среды |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10471381B2 (en) * | 2016-06-09 | 2019-11-12 | Uop Llc | High selectivity facilitated transport membranes and their use for olefin/paraffin separations |
| GB2573352A (en) * | 2018-05-03 | 2019-11-06 | Pak Vitae Private Ltd | Hollow fiber membrane for filtration of liquids |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6652751B1 (en) * | 1999-04-27 | 2003-11-25 | National Research Council Of Canada | Intrinsically bacteriostatic membranes and systems for water purification |
| EP1468719A1 (en) * | 2003-04-11 | 2004-10-20 | Korea Institute of Science and Technology | Composite membrane for the separation of hydrocarbons comprising a transition metal salt-polymer mixture separation layer |
| EP1743691A1 (en) * | 2005-07-12 | 2007-01-17 | Korea Institute of Science and Technology | Silver nanoparticle/polymer nanocomposite membranes for olefin/paraffin separation and method of preparing the same |
| RU68348U1 (ru) * | 2007-05-10 | 2007-11-27 | Закрытое акционерное общество "РЕАТРЕК" | Фильтровальный материал и бактерицидное устройство |
| RU2007137124A (ru) * | 2005-03-09 | 2009-04-20 | Дзе Риджентс Оф Дзе Юниверсити Оф Калифорния (Us) | Нанокомпозитные мембраны и способы их получения и применения |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4678813A (en) | 1985-11-11 | 1987-07-07 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Hydrophilized porous polyolefin membrane and production process thereof |
| US4948506A (en) * | 1986-07-07 | 1990-08-14 | Bend Research, Inc. | Physicochemically functional ultrathin films by interfacial polymerization |
| JPH02152530A (ja) | 1988-12-05 | 1990-06-12 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 制菌性多孔質中空糸の製造方法 |
| US5510195A (en) * | 1991-03-01 | 1996-04-23 | Nikko Kogyo Kabushiki Kaisha | Resin membrane having metallic layer and method of producing the same |
| JPH05115760A (ja) * | 1991-10-25 | 1993-05-14 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 抗菌性親水化多孔質膜及びその製法 |
| JPH104852A (ja) | 1996-06-18 | 1998-01-13 | Sliontec:Kk | 藻類発生防止用シートおよびそれを用いた藻類発生防止法 |
| US20030098276A1 (en) * | 2001-07-10 | 2003-05-29 | Carlson Robert A. | Filter for removing bacteria and particulates from fluid stream |
| ITTO20030039A1 (it) * | 2003-01-24 | 2004-07-25 | Fresenius Hemocare Italia Srl | Filtro per separare leucociti da sangue intero e/o da preparati derivati dal sangue, procedimento per la fabbricazione del filtro, dispositivo e utilizzazione. |
| US7251893B2 (en) * | 2003-06-03 | 2007-08-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Tribological applications of polyelectrolyte multilayers |
| JP2005111429A (ja) * | 2003-10-10 | 2005-04-28 | Toray Ind Inc | 複合半透膜およびその製造方法 |
| US7052765B2 (en) * | 2004-07-22 | 2006-05-30 | Taiwan Textile Research Institute | Method for manufacturing antibacterial polyester master batches and fibers both containing nano-silver particles |
| RU2315649C1 (ru) | 2006-10-12 | 2008-01-27 | Александр Сергеевич Парфенов | Композиционный фильтрующий материал и способ его приготовления |
| EP2160946A1 (en) * | 2008-09-09 | 2010-03-10 | Polymers CRC Limited | Process for the preparation of an antimicrobial article |
-
2011
- 2011-03-01 RU RU2011108520/05A patent/RU2465951C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-02-28 US US14/002,385 patent/US20130334129A1/en not_active Abandoned
- 2012-02-28 EP EP12752045.0A patent/EP2682177A4/en not_active Withdrawn
- 2012-02-28 WO PCT/RU2012/000138 patent/WO2012118408A2/ru active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6652751B1 (en) * | 1999-04-27 | 2003-11-25 | National Research Council Of Canada | Intrinsically bacteriostatic membranes and systems for water purification |
| EP1468719A1 (en) * | 2003-04-11 | 2004-10-20 | Korea Institute of Science and Technology | Composite membrane for the separation of hydrocarbons comprising a transition metal salt-polymer mixture separation layer |
| RU2007137124A (ru) * | 2005-03-09 | 2009-04-20 | Дзе Риджентс Оф Дзе Юниверсити Оф Калифорния (Us) | Нанокомпозитные мембраны и способы их получения и применения |
| EP1743691A1 (en) * | 2005-07-12 | 2007-01-17 | Korea Institute of Science and Technology | Silver nanoparticle/polymer nanocomposite membranes for olefin/paraffin separation and method of preparing the same |
| RU68348U1 (ru) * | 2007-05-10 | 2007-11-27 | Закрытое акционерное общество "РЕАТРЕК" | Фильтровальный материал и бактерицидное устройство |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2620388C1 (ru) * | 2015-11-30 | 2017-05-25 | Иван Викторович Бессонов | Макропористые сорбенты для удаления цианобактерий из водной среды |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2682177A2 (en) | 2014-01-08 |
| US20130334129A1 (en) | 2013-12-19 |
| WO2012118408A2 (ru) | 2012-09-07 |
| EP2682177A4 (en) | 2014-10-29 |
| RU2011108520A (ru) | 2012-09-10 |
| WO2012118408A3 (ru) | 2012-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Miller et al. | Surface modification of water purification membranes | |
| Zahid et al. | A comprehensive review on polymeric nano-composite membranes for water treatment | |
| Huang et al. | Effect of silver loaded sodium zirconium phosphate (nanoAgZ) nanoparticles incorporation on PES membrane performance | |
| Li et al. | In situ formation of Ag nanoparticles in PVDF ultrafiltration membrane to mitigate organic and bacterial fouling | |
| Ahmad Rehan et al. | Synthesis and characterization of silver nanoparticles-filled polyethersulfone membranes for antibacterial and anti-biofouling application | |
| Wang et al. | Enhanced water permeability and antifouling property of coffee-ring-textured polyamide membranes by in situ incorporation of a zwitterionic metal–organic framework | |
| Kaner et al. | Layer-by-layer surface modification of polyethersulfone membranes using polyelectrolytes and AgCl/TiO2 xerogels | |
| de Oliveira et al. | TiO2-Graphene oxide nanocomposite membranes: A review | |
| Peng et al. | Antibacterial photocatalytic self‐cleaning poly (vinylidene fluoride) membrane for dye wastewater treatment | |
| EA012492B1 (ru) | Фильтрующий материал и способ его получения, фильтр и способ фильтрования | |
| Li et al. | In-situ growth of silver nanoparticles on sulfonated polyarylene ether nitrile nanofibers as super-wetting antibacterial oil/water separation membranes | |
| KR102185206B1 (ko) | 자가 세척 기능화된 수처리용 고분자 분리막 | |
| CA2811198A1 (en) | Antimicrobial membrane containing silver nanoparticles | |
| Abdullah et al. | Characterizations of Polysulfone/Ferrihydrite Mixed Matrix Membranes for Water/Wastewater Treatment: Abdullah et al. | |
| Mansor et al. | Development of TiO2/polyvinyl alcohol-cellulose acetate nanocomposite reverse osmosis membrane for groundwater-surface water interfaces purification | |
| Makhetha et al. | Stable zeolitic imidazolate framework-8 supported onto graphene oxide hybrid ultrafiltration membranes with improved fouling resistance and water flux | |
| RU2465951C1 (ru) | Композиционный материал для фильтрационной очистки жидкости | |
| Ben Dassi et al. | Novel polyvinylidene fluoride/lead-doped zinc oxide adsorptive membranes for enhancement of the removal of reactive textile dye | |
| JP2016215147A (ja) | 膜ファウリング原因物質吸着材 | |
| Mansourpanah et al. | Investigation and characterization of TiO2-TFC nanocomposite membranes; membrane preparation and UV studies | |
| KR101139145B1 (ko) | 은나노입자를 포함하는 친수성 비대칭 한외여과막 및정밀여과막의 제조방법 | |
| Yu et al. | Synthesis of Ag–SiO2–APTES Nanocomposites by blending poly (Vinylidene Fluoride) Membrane with potential applications on dye wastewater treatment | |
| Kwon et al. | Preparation and characterization of antimicrobial bilayer electrospun nanofiber membrane for oily wastewater treatment | |
| Peng et al. | Preparation of highly efficient nanofiltration membranes resistant to organic solvents by adjusting zinc oxide nanoparticle-loaded attapulgite | |
| Astira et al. | A recent development on core-shell-based material and their application in membranes for water and wastewater treatment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140929 |
|
| HE4A | Change of address of a patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190302 |