[发明专利]多肽修饰氧化石墨烯改性复合抗菌正渗透膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多肽修饰氧化石墨烯改性复合抗菌正渗透膜及其制备方法。所述的制备方法包括：将包含有溶剂的水溶液和硅烷偶联剂混合后逆光水解，之后加入氧化石墨烯反应，获得炔基化氧化石墨烯；通过点击化学技术在炔基化氧化石墨烯表面修饰抗菌多肽，实现碳杂原子与多肽连接，获得多肽修饰氧化石墨烯；使多肽修饰氧化石墨烯、高分子聚合物和溶剂混合均匀，之后采用液相转化法涂膜，获得多肽修饰氧化石墨烯改性复合抗菌正渗透膜。本发明通过多肽修饰氧化石墨烯，有效的提升石墨烯的抗菌性能，所制备的正渗透膜具有长效抗菌能力，具有无污染，无需再生等特点，渗透效率高，运行稳定，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种正渗透膜，尤其涉及一种多肽修饰氧化石墨烯改性复合抗菌正渗透膜及其制备方法，属于正渗透膜应用技术领域。

背景技术

正渗透是指水从较高水化学势侧区域通过选择透过性膜流向较低水化学势侧区域的过程。在具有选择透过性膜的两侧分别放置两种具有不同渗透压的溶液，一种为具有较低渗透压的原料液，另一种为具有较高渗透压的驱动溶液，正渗透应用了膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力，使得水能自发地从原料液一侧透过选择透过性膜到达驱动液一侧。相对于其它压力驱动的膜分离过程如微滤、超滤和反渗透技术，这一技术从过程本质上讲具有许多独特的优点，如低压甚至无压操作、能耗较低、对许多污染物几乎完全截留、分离效果好、低膜污染特征、膜过程和设备简单等。在许多领域，特别是在海水淡化、饮用水处理和废水处理中表现出很好的应用前景。

然而正渗透膜在使用时的原料液来源常为自然水，如海水、河水、废水等，这些水中都含有大量的微生物，在使用过程中，微生物会在膜表面聚集繁殖从而影响正渗透膜的通量，使其使用受到了一定的限制。

氧化石墨烯(GO)是在酸性条件下氧化石墨并使石墨片层剥离得到的，其表面和片层边缘含有大量的氧化基团，如羟基、羧基和环氧基团，且具有一定的抗菌性能，常被用于水处理领域。然而GO的抗菌性能受到许多因素的影响，如片层数、表面官能团、材料尺寸、分散液浓度以及与细菌间的相互作用等。这使得GO的抗菌效果并不很稳定，限制了它的实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多肽修饰氧化石墨烯改性复合抗菌正渗透膜及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种多肽修饰氧化石墨烯改性复合抗菌正渗透膜的制备方法，其包括：

(1)将包含有溶剂的水溶液和硅烷偶联剂混合后逆光水解，之后加入氧化石墨烯反应，获得炔基化氧化石墨烯；

(2)通过点击化学技术在炔基化氧化石墨烯表面修饰多肽，获得多肽修饰氧化石墨烯；

(3)使多肽修饰氧化石墨烯、高分子聚合物和溶剂混合均匀，之后采用液相转化法涂膜，获得多肽修饰氧化石墨烯改性复合抗菌正渗透膜。

在本发明的一些优选实施方案中，步骤(1)具体包括：使包含有溶剂的水溶液和硅烷偶联剂混合均匀，于10～40℃进行逆光水解0.5～5h，之后加入氧化石墨烯超声分散0.5～2h，将所获反应溶液于20～60℃反应5～20h，获得炔基化氧化石墨烯。

在本发明的一些优选实施方案中，步骤(2)具体包括：在保护性气氛中，使包含有炔基化氧化石墨烯、CuSO₄、三(3-羟基丙基三唑基甲基)胺、PEG-多肽、抗坏血酸钠和溶剂的混合反应体系于10～40℃进行避光反应2～10h，获得多肽修饰氧化石墨烯。

进一步地，所述多肽修饰氧化石墨烯与高分子聚合物的质量比为1：5～1：20。

进一步地，所述高分子聚合物包括聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚砜、醋酸纤维素和聚己内酯中的任意一种或两种以上的组合。

本发明实施例还提供了由所述方法制备的多肽修饰氧化石墨烯改性复合抗菌正渗透膜。