[发明专利]一种载银埃洛石-聚乙烯醇超滤膜及其制备与应用

说明书

本发明属于纳米无机‑有机杂化复合物过滤膜的制备与应用领域，公开了一种载银埃洛石‑聚乙烯醇超滤膜及其制备与应用。所述方法是先用含氨基的硅烷偶联剂对埃洛石纳米管进行表面修饰，然后络合吸附银离子，经由还原剂充分还原，得到载银埃洛石；将载银埃洛石与成孔剂均匀分散于聚乙烯醇溶液中，经静置脱泡得到铸膜液，室温放置成膜，脱膜，得到载银埃洛石‑聚乙烯醇超滤膜。本发明的制备方法绿色环保，且操作简单、经济易行；该载银埃洛石‑聚乙烯醇超滤膜对水通量恢复率高、对BSA的通量衰减率低，具有良好的分离截留性能；此外，独特的分子结构设计使得该载银埃洛石‑聚乙烯醇超滤膜还具有优异的抗菌效果。

技术领域

本发明属于纳米无机-有机杂化复合物过滤膜的制备与应用领域，涉及一种抗菌功能的载银埃洛石-聚乙烯醇超滤膜及其制备与应用。

背景技术

随着水污染问题的日益严峻，对废水的处理也提上日程，膜法水处理技术近年来脱颖而出，成为治理水体污染问题较好的解决方案。超滤膜作为性能优异的过滤膜品种，已经广泛应用于各种工业废水的处理应用中。但各种污染源会对超滤膜表面及膜孔内部形成吸附、沉积，造成膜性能逐渐降低。尤其是细菌、真菌等生物大分子还会富集在超滤膜表面及膜孔上，不断滋生繁衍，导致膜性能的迅速恶化，因而制备出具备杀菌功能的超滤膜，成为当前亟需解决的重点课题之一。

埃洛石是高岭土系矿物，结构和化学组成与高岭石相似，是高岭石的片层晶体在天然条件下卷曲而成，主要以纳米管状的形态存在。埃洛石纳米管(halloysitenanotubes，HNTs)具有储量丰富、价格低廉等优点，而且具有良好的生物相容性，因此被广泛应用于陶瓷、医药、催化、复合材料等多个领域。

现有技术的超滤膜有的抗污性能较高，但并不具有杀菌等特殊性能；有的具备良好的分离性能，同时还有良好的亲水性和优异的抗菌效果，但是所使用的溶剂不仅量大而且会对环境会造成污染。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种抗菌功能的载银埃洛石-聚乙烯醇(Ag@HNTs/PVA)超滤膜的制备方法。本发明以埃洛石纳米管为载体，含氨基硅烷偶联剂为改性修饰剂，经络合还原银离子制备出载银埃洛石(Ag@HNTs)，然后作为填料均匀分散在聚乙烯醇和成孔剂溶液中，可制备出Ag@HNTs/PVA超滤膜。该方法工艺简单，环保，制得的杂化超滤膜具有优异的分离性能和抗菌性能。

本发明的另一目的在于提供由上述制备方法得到的载银埃洛石-聚乙烯醇(Ag@HNTs/PVA)超滤膜。

本发明的再一目的在于提供上述载银埃洛石-聚乙烯醇(Ag@HNTs/PVA)超滤膜的应用。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种抗菌功能的载银埃洛石-聚乙烯醇超滤膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)偶联剂改性埃洛石的制备：将埃洛石纳米管超声分散于乙醇溶液中，加热，加入含氨基硅烷偶联剂，回流反应，过滤，洗涤，干燥，得到偶联剂修饰的埃洛石；

(2)载银埃洛石(Ag@HNTs)的制备：将偶联剂修饰的埃洛石超声分散于乙醇溶液中，加入含银离子的水溶液，混合均匀，加入还原剂进行还原反应，过滤，洗涤，干燥，得到载银埃洛石(Ag@HNTs)；所述含银离子的水溶液是由含银化合物配制而成；

(3)载银埃洛石-聚乙烯醇(Ag@HNTs/PVA)超滤膜的制备：将成孔剂配成水溶液，加入载银埃洛石，超声分散，加入聚乙烯醇(PVA)水溶液，搅拌均匀，静置脱泡，室温放置成膜，脱膜，得到载银埃洛石-聚乙烯醇(Ag@HNTs/PVA)超滤膜。

步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中所述的超声分散是指在超声频率为20～40KHz，功率为100～150W条件下超声分散30～90min。