[发明专利]一种抗污染抗菌PTFE油水分离膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗污染抗菌PTFE油水分离膜及其制备方法，制备步骤为：1)DL‑高半胱氨酸硫内酯盐酸盐与丙烯酰氯反应制得硫内酯丙烯酰胺；2)制备甲基丙烯酸二甲氨基乙酯与硫内酯丙烯酰胺的无规共聚物，共聚物的数均分子量为20000～50000Da；3)将洁净的聚四氟乙烯膜浸入到儿茶酚胺/三羟甲基氨基甲烷溶液中沉积4～24h，后洗净干燥得到沉积膜；4)将葡糖胺和共聚物溶于三羟甲基氨基甲烷溶液中并将沉积膜浸入其中24h，而后洗净干燥得到改性膜；该抗污染抗菌PTFE油水分离膜兼具优异的亲水性能和抗菌性能，拓展了聚四氟乙烯膜的应用范围，为聚合物膜表面功能化改性提供了新的思路，且其操作过程简便，不需要特种设备。

技术领域

本发明涉及油水分离技术领域，特别涉及一种抗污染抗菌PTFE油水分离膜及其制备方法。

背景技术

随着全球能源需求的增长、溢油事故的频繁发生和工业含油污水排放的迅猛增加，以及石油、天然气、制药、冶金和食品等工业的蓬勃发展，大量的含油废水需要处理。另一方面，快速增长的人口导致水资源的日益匮乏。因此，对含油废水进一步处理以达到水资源的回收再利用具有重要意义。膜分离技术因为具有通量高、截留性能好和应用范围广的特性，在油水分离领域表现出巨大应用前景。

然而，普通的油水分离膜材料通常亲水性不足，例如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PSF)、聚丙烯腈(PAN)、聚四氟乙烯(PTFE)等，容易造成膜污染，从而降低膜的使用效率。PTFE膜材料由于其固有的疏水性和低的表面张力，极易发生有机污染和生物污染，从而造成严重的堵孔现象，降低膜的过滤性能与使用寿命。因此，为提高其抗污染性、油水分离性能及扩大其应用范围，对PTFE膜进行改性是一个理想的选择。

目前改性策略单一，难以应对包括有机污染和生物污染在内的多重污染，需要发展简便的方法实现膜材料的多功能改性。已有多种方法被用于PTFE膜的表面改性，例如低压等离子体处理、大气压等离子体溅射、粒子束辐照、同步辐射辐照(SR)、表面接枝聚合和“湿法”化学处理等。虽然这些处理方法皆使得膜表面的抗粘附性和水浸润性得到极大的改善，但上述方法一方面无法同时赋予膜材料抗有机污染和抗生物污染(杀菌)性能，另一方面往往需要特殊的设备。本方法将涂敷技术和接枝化学技术相结合，同时赋予PTFE膜杀菌和抗污染性能，操作简单易行，可在大规模工业应用中轻松实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗污染抗菌PTFE油水分离膜的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种采用上述制备方法制备得到的抗污染抗菌PTFE油水分离膜。

为此，本发明技术方案如下：

一种抗污染抗菌PTFE油水分离膜的制备方法，制备步骤如下：

S1、将DL-高半胱氨酸硫内酯盐酸盐与丙烯酰氯反应，制得硫内酯丙烯酰胺；

S2、制备甲基丙烯酸二甲氨基乙酯与硫内酯丙烯酰胺的共聚物，共聚物的数均分子量为20000～50000Da；

S3、将洁净的聚四氟乙烯膜浸入到儿茶酚胺/三羟甲基氨基甲烷溶液中沉积4～24h，而后使用去离子水冲洗并干燥，得到沉积膜；

其中，儿茶酚胺为盐酸多巴胺、去甲肾上腺素或肾上腺素；

S4、将葡糖胺和步骤S2制备的共聚物溶于三羟甲基氨基甲烷溶液(即Tris溶液)中，并将步骤S3制得的沉积膜浸入其中24h，而后依次使用乙醇、去离子水冲洗并干燥，得到改性膜。

进一步地，步骤S1的硫内酯丙烯酰胺的制备方法为：

S101、将DL-高半胱氨酸硫内酯盐酸盐溶解在由乙酸乙酯与水混合得到的混合溶剂中，并置于冰水浴中搅拌10min，而后再加入碳酸氢钠并搅拌30min，得到混合反应液；