[发明专利]一种纳米氧化锌改性聚醚砜高通量抗菌膜及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于抗菌水处理膜材料领域，更具体涉及一种纳米氧化锌改性聚醚砜高通量抗菌膜，同时还涉及一种纳米氧化锌改性聚醚砜(PES)高通量抗菌膜的制备方法，适用于膜过滤时抑制或杀死水中的病菌和病毒。

背景技术

聚醚砜本身具有很强的疏水性，膜过滤液体时溶液受到的阻力大，溶液透过膜时需要较高的压力，能耗高；并且有机物和胶体等物质容易在膜表面的沉积和在膜孔内吸附，膜易被污染，减少膜的寿命。因此迫切需要对聚醚砜膜进行改性。

与常见的ZnO相比，纳米ZnO具有更大的比表面积，表现出良好的抗菌和防霉效果，且因ZnO无毒、吸收和散射紫外线能力较强，同时具备优越的抗菌性能。有研究表明，纳米ZnO对革兰氏阴性和阳性菌都有很强的抗菌活性。同时，当纳米氧化锌成功的嵌入到高分子膜相中，膜表面的纳米氧化锌粒子能够与水分子之间形成氢键，提高了膜表面的亲水性。在聚合物分子链中加入纳米氧化锌粒子，以此来改善原本的网状结构，从而将无机粒子的耐热性、稳定性与聚合物的柔韧性和低成本相结合，增强膜的综合性能，提高抗污染性能，使膜的透过性能和分离性能得到很大的改善，是很好的聚醚砜改性材料。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种纳米氧化锌改性聚醚砜(PES)高通量抗菌膜，配方合理，使用方便，纳米氧化锌改性PES高通量抗菌膜细菌减少率可提高33.33％以上，孔接触角降低了33.4％以上，膜的亲水性得到改善，在选出的最佳配比处，衰减系数降低了26％，有效改善了膜的过滤性能，膜污染指数降低了48％，显著增强了膜的抗微生物污染能力。

本发明的另一个目的是在于提供了一种纳米氧化锌改性PES高通量抗菌膜的制备方法，该法通过加热溶解与静置脱泡、刮膜和膜脱落等得到掺杂纳米氧化锌的聚醚砜亲水抗菌膜，方法易行，操作简便，易于实现工业规模化生产。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

一种纳米氧化锌改性聚醚砜(PES)高通量抗菌膜，它由以下重量份的原料制成：

所述的有机溶剂为二甲基亚砜、N-N二甲基乙酰胺、或N-N二甲基甲酰胺的其中一种。

所述的无机纳米氧化锌颗粒其粒径为20nm～100nm；

所述的制孔剂为氯化锂、聚乙二醇的其中一种；

一种纳米氧化锌改性聚醚砜(PES)高通量抗菌膜，它由以下重量份的原料制成(优选范围)：

所述的有机溶剂为N,N-二甲基乙酰胺。

一种纳米氧化锌改性聚醚砜(PES)高通量抗菌膜，它由以下重量份的原料制成(较好范围)：

所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。

一种纳米氧化锌改性聚醚砜(PES)高通量抗菌膜，它由以下重量份的原料制成(最好范围)：

所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。

一种纳米氧化锌改性聚醚砜(PES)高通量抗菌膜，它由以下重量份的原料制成(具体值)：

所述的有机溶剂为二甲基亚砜。

一种纳米氧化锌改性聚醚砜(PES)高通量抗菌膜的制备方法，其步骤是：

A、将称取的制孔剂、纳米氧化锌材料加入到称取的有机溶剂中超声波分散30～60min；

B、再向有机溶剂中加入称取聚醚砜，在58-62℃恒温条件下，机械搅拌0.5～1.5小时静置24～48h脱泡，得铸膜液；

C、在20～30℃的条件下将铸膜液在玻璃板上刮制成膜，缓慢放入凝固液(纯水)中浸泡至膜脱落，在室温(20-25℃，以下相同)下将膜用蒸馏水漂洗后，放入去离子水中浸泡48～72h，即得纳米氧化锌改性聚醚砜(PES)高通量抗菌膜。

通过上述措施，主要解决了传统PES膜的疏水性，抗污染能力差的问题，尤其是掺混纳米氧化锌后使PES膜不仅使膜的亲水性提高，水通量增大，水处理基本性能得到了提高；同时使膜具备抗菌抑菌性能，显著的提升了PES膜的总抗污染能力。添加不同浓度的纳米氧化锌，PES膜可以应用于不同水质水的处理。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：