[发明专利]稀土复合酸盐抗菌剂及抗菌改性中空纤维膜及其制备方法

说明书

本发明属于制膜领域，具体涉及一种稀土复合酸盐抗菌剂及抗菌改性中空纤维膜及其制备方法。稀土复合酸盐抗菌剂采用下述方法制备:将稀土溶液柠檬酸缓慢加入钨酸根柠檬酸溶液中，并同时加入乙二醇，然后将混合溶液加热并持续搅拌形成溶胶；将所得溶胶转移至鼓风干燥后经真空干燥箱得到棕褐色的凝胶，并放入马弗炉热处理最后得到钨酸盐抗菌剂纳米粉末。本发明引入稀土复合酸盐抗菌剂，可直接作为偶联剂，改善高分子材料与稀土元素具有独特的电子层结构，已充满的最外层和次外层电子易失去，形成不同价态的稀土离子。使得稀土具有活泼的配位性，可与细菌细胞壁、细胞质膜及细胞内DNA作用，对细菌的增殖生长起抑制作用，从而使膜具有抗菌作用。

技术领域

本发明属于制膜领域，具体涉及一种稀土复合酸盐抗菌剂及抗菌改性中空纤维膜及其制备方法。

背景技术

膜技术是从上世纪末以来崛起的化工分离技术。上世纪60年代起，膜分离技术进入了工业领域且被广泛应用。但是在众多领域中都不可避免的受到了因膜表面易吸附蛋白、细菌微生物等造成的膜污染所带来的掣肘，导致膜在使用过程中性能持续下降，使用效率低下，更为严重的可能直接影响膜的使用寿命。因此找出一种能够有效改善膜抗菌性的工艺就具有十分重要的意义。

其中,公开号为CN108786495的专利中介绍了一种氧化石墨烯改性中空纤维膜的抗菌方法,但是氧化石墨烯的制备分为氧化石墨烯的制备和氧化石墨烯的剥离两个步骤，制作工艺繁琐。同时,在制备氧化石墨烯的过程中会使用到高浓度强酸并且会产生毒气，危险性较大。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种抗菌改性中空纤维膜及其制备方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种稀土复合酸盐抗菌剂，其特征在于，采用下述方法制备：

1)将可溶性稀土盐溶于去离子水中形成稀土溶液，将仲钨酸铵和碱金属盐溶于去离子水中形成钨酸根碱金属溶液，将柠檬酸离子水中形成柠檬酸溶液；

2)将一半的柠檬酸水溶液加入稀土溶液，另一半加入钨酸根碱金属溶液，并分别搅拌，使金属阳离子与柠檬酸形成稳定的络合物；

3)将稀土溶液柠檬酸缓慢加入钨酸根柠檬酸溶液中，并同时加入乙二醇，然后将混合溶液加热并持续搅拌形成溶胶；在此步中，除了稀土离子将会与钨酸根和碱金属离子发生原子层次的充分混合外，乙二醇的两个羟基将会与柠檬酸发生酯化反应，使整个溶液体系变成具有稳定网状结构的溶胶；

4)将所得溶胶转移至鼓风干燥后经真空干燥箱得到棕褐色的凝胶，并放入马弗炉中500℃-800℃热处理5小时，最后得到钨酸盐抗菌剂纳米粉末。

一种抗菌改性中空纤维膜，包括下述质量份组分：聚合物13-25份，成膜溶剂45-60份，致孔剂17-38份，所述的稀土复合酸盐抗菌剂1-5.3份。

所述的稀土盐中的稀土元素为La，Gd，Y，Ce，Nd，Eu，Pr，Sm，Tn，Dy，Ho，Er，Tm，Yo，Lu中的一种；所述的碱金属盐为Li，Na，K，Ca，Sr，Ba的可溶性盐。

所述的聚合物为聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯和聚醚砜中的任一种；所述成膜溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜中的任一种或几种按任意比例组合；所述致孔剂为聚乙烯基吡咯烷酮、乙醇、乙二醇、二乙二醇中的任一种或几种按任意比例组合。

本发明还包括一种制备所述的抗菌改性中空纤维膜的方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)铸膜液制备：先将步骤1)得到的稀土复合盐抗菌剂纳米粉末充分溶解于成膜溶剂中，再与聚合物、致孔剂混合，在60-80℃下搅拌溶解，混合均匀后，脱除气泡，即得所需铸膜液；

2)将上述铸膜液经喷丝板挤出，进入温度20-70℃的凝固浴中，待凝胶完成后，获得中空纤维膜初生丝。