抗菌除重金属共混改性的聚合物膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗菌除重金属共混改性的聚合物膜及其制备方法，所述抗菌除重金属共混改性的聚合物膜中含有多酚‑环糊精复合功能层，所述多酚‑环糊精复合功能层均匀分布于所述聚合物膜的截面、外表层和内表层。该抗菌除重金属共混改性的聚合物膜具有吸附重金属、有机染料和酚类污染物等优异性能，可以广泛应用于饮用水深度净化、工业污水、染料废水和农业废水等处理，该聚合物的制备方法不仅具有方法简便快捷，普适性强等优点，而且还大大提高了环糊精的复合量。

Antibacterial and heavy metal blending modified polymer film and preparation method thereof

The invention discloses a polymer film modified by blending of antimicrobial and heavy metal removal and a preparation method thereof. The polymer film modified by blending of antimicrobial and heavy metal removal contains a polyphenol cyclodextrin composite functional layer, and the polyphenol cyclodextrin composite functional layer is evenly distributed in the cross section, the outer surface layer and the inner surface layer of the polymer film. The anti-bacterial and heavy metal removal polymer membrane has excellent properties of adsorbing heavy metals, organic dyes and phenolic pollutants, and can be widely used in drinking water deep purification, industrial wastewater, dye wastewater and agricultural wastewater treatment. The preparation method of the polymer is not only simple and fast, but also has strong universality. It also greatly improved the amount of cyclodextrin compound.

【技术实现步骤摘要】
抗菌除重金属共混改性的聚合物膜及其制备方法
本专利技术涉及高分子膜分离
，具体涉及一种抗菌除重金属共混改性的聚合物膜及该聚合物的制备方法。
技术介绍
随着经济快速发展，水污染问题日趋严峻，严重威胁到人类的健康和可持续发展。作为一种新型高效的水处理技术，膜技术具有能耗低、分离效率高、无二次污染和占地面积小等多种优点，因而被广泛应用于工业废水、印染废水和生活污水等处理领域。然而，一般水处理用聚合物膜往往对重金属、染料分子和苯酚等有机污染物等处理效果不理想。因此，有必要研发新型水处理膜材料，进一步去除水中的有机污染物和重金属离子，对解决水资源污染问题具有现实意义。环糊精是一类环状低聚糖，其结构为略呈锥形的中空圆筒立体环状结构，外缘亲水，内腔疏水。由于其疏水空腔可以和很多有机污染物形成复合物，从而具有吸附有机物的特点，而外缘丰富的氧原子又可以和重金属离子通过螯合作用形成配合物，因此环糊精是一种十分优异的水处理材料，近年来越来越受到环保工作者的重视。目前关于环糊精用于水处理的报道主要是将环糊精通过化学方法固载到一些天然或合成的载体上，鲜少有将环糊精固载到膜表面、膜本体的报导，更基本没有将环糊精作为添加剂共混改性制备聚合物膜的报导。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种抗菌除重金属共混改性的聚合物膜，该聚合物膜具有吸附重金属、有机染料和酚类污染物等优异性能，可广泛应用于饮用水深度净化、工业污水、染料废水和农业废水等水处理领域。本专利技术还提出一种抗菌除重金属共混改性的聚合物膜的制备方法，该制备方法具有简便快捷，普适性强等优点，同时还大大提高了环糊精的复合量。根据本专利技术第一方面实施例的抗菌除重金属共混改性的聚合物膜，所述聚合物膜中含有多酚-环糊精复合功能层，所述多酚-环糊精复合功能层均匀分布于所述聚合物膜的截面、外表层和内表层。根据本专利技术实施例的抗菌除重金属共混改性的聚合物膜的制备方法，利用环糊精优异的吸附有机污染物和重金属的能力，将环糊精作为改性剂添加到铸膜液中，赋予聚合物膜新的除去有机污染物、重金属的能力；同时，为了增加环糊精与膜基体的相容性，减少使用过程中环糊精分子的流失，将多酚作为共改性剂，利用多酚与环糊精的多重氢键，以及多酚沉积氧化后的形成的多α,β-不饱和羰基化合物与氨基或巯基的马克尔加成化学反应或席夫碱反应，使环糊精均匀稳定的分布在聚合物膜基体材料内部和表面。根据本专利技术的一个实施例，所述多酚-环糊精复合功能层由环糊精作为改性剂、由多酚作为共改性剂在铸膜液中反应形成。根据本专利技术第二方面实施例的抗菌除重金属共混改性的聚合物膜的制备方法，包括：S1、将高分子聚合物12wt％～30wt％，亲水致孔剂2wt％～30wt％，多酚与环糊精2wt％～10wt％，其中多酚与环糊精的质量比为5:1～1:5，溶剂40wt％～76wt％加入容器中搅拌溶解，得到铸膜液；S2、将铸膜液进行脱泡处理；S3、将经过步骤S2脱泡后的铸膜液通过非溶剂致相分离法制备得到抗菌除重金属共混改性的聚合物膜；S4、将经过步骤S3得到的聚合物膜置于水浴中振荡以除去溶剂。根据本专利技术的一个实施例，步骤S1中，所述高分子聚合物为聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、醋酸纤维素、聚酰亚胺、聚丙烯腈的一种或多种的混合物，所述亲水致孔剂为PEG200、PEG400、PEG600、PEG800、PEG1000、PEG2000、PVP-K17、PVP-K30、PVP-K60、PVP-K64、PVP-K90和聚乙烯醇中的一种或多种的任意比例混合物。根据本专利技术的一个实施例，步骤S1中，所述环糊精为含氨基或巯基的环糊精类衍生物，所述多酚为可沉积的多酚类物质。根据本专利技术的一个实施例，步骤S1中，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯、二甲基亚砜中的一种或多种的混合物，所述聚合物膜为中空纤维膜或平板膜。根据本专利技术的一个实施例，在步骤S3中，采用干-湿纺丝法，将铸膜液与芯液同时从喷丝板中挤出，依次通过空气浴和凝固浴，固化成型，得到的聚合物膜为中空纤维膜。根据本专利技术的一个实施例，所述空气浴的空气间隙为0cm～30cm；所述芯液为N,N-二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯、二甲基亚砜中的一种或两种有机溶剂与水的混合溶液，其中有机溶剂与水的比例为0wt％～80wt％:20wt％～100wt％；所述凝固浴为N,N-二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯、二甲基亚砜中的一种或两种有机溶剂与水的混合溶液，其中两种有机溶剂与水的比例为0wt％～75wt％:25wt％～100wt％。根据本专利技术的一个实施例，所述芯液中的有机溶剂的浓度比所述凝固浴中的有机溶剂的浓度高5wt％～40wt％，所述芯液的温度与所述凝固浴的温度相差5℃～30℃。根据本专利技术的一个实施例，在步骤S3中，将脱泡后的铸膜液倒在洁净干燥平滑的玻璃板上，用刮刀刮成一定厚度的膜液薄层，然后将玻璃板放入去离子水中，待膜脱离玻璃板后将其取出，得到的聚合物膜为平板膜。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术实施例的抗菌除重金属共混改性的聚合物膜的制备方法的流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面首先描述根据本专利技术实施例的抗菌除重金属共混改性的聚合物膜。根据本专利技术实施例的抗菌除重金属共混改性的聚合物膜中含有多酚-环糊精复合功能层。具体而言，多酚-环糊精复合功能层可均匀分布于聚合物膜的截面、外表层和内表层。换言之，根据本专利技术实施例的抗菌除重金属共混改性的聚合物膜主要含有多酚-环糊精复合功能层，聚合物膜主要由膜基体(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌除重金属共混改性的聚合物膜，其特征在于，所述聚合物膜中含有多酚‑环糊精复合功能层，所述多酚‑环糊精复合功能层均匀分布于所述聚合物膜的截面、外表层和内表层。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌除重金属共混改性的聚合物膜，其特征在于，所述聚合物膜中含有多酚-环糊精复合功能层，所述多酚-环糊精复合功能层均匀分布于所述聚合物膜的截面、外表层和内表层。2.根据权利要求1所述的抗菌除重金属共混改性的聚合物膜，其特征在于，所述多酚-环糊精复合功能层由环糊精作为改性剂、由多酚作为共改性剂在铸膜液中反应形成。3.一种根据权利要求1或2所述的抗菌除重金属共混改性的聚合物膜的制备方法，其特征在于，包括：S1、将高分子聚合物12wt％～30wt％，亲水致孔剂2wt％～30wt％，多酚与环糊精2wt％～10wt％，其中多酚与环糊精的质量比为5:1～1:5，溶剂40wt％～76wt％加入容器中搅拌溶解，得到铸膜液；S2、将铸膜液进行脱泡处理；S3、将经过步骤S2脱泡后的铸膜液通过非溶剂致相分离法制备得到抗菌除重金属共混改性的聚合物膜；S4、将经过步骤S3得到的聚合物膜置于水浴中振荡以除去溶剂。4.根据权利要求3所述的抗菌除重金属共混改性的聚合物膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述高分子聚合物为聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、醋酸纤维素、聚酰亚胺、聚丙烯腈的一种或多种的混合物，所述亲水致孔剂为PEG200、PEG400、PEG600、PEG800、PEG1000、PEG2000、PVP-K17、PVP-K30、PVP-K60、PVP-K64、PVP-K90和聚乙烯醇中的一种或多种的任意比例混合物。5.根据权利要求3所述的抗菌除重金属共混改性的聚合物膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述环糊精为含氨基或巯基的环糊精类衍生物，所述多酚为可沉积的多酚类物质。6.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄小军，黄赋，张清程，
申请(专利权)人：南京佳乐净膜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32