本发明专利技术提供的是一种抑菌性纳米银聚氯乙烯滤膜的制备方法。聚氯乙烯溶于N-N二甲基乙酰胺溶剂中；加入纳米银，然后立即加入分散剂六偏磷酸钠；再加入成孔剂聚乙烯吡咯烷酮；在20-30℃下静止放置1-2天脱泡；将脱泡后的铸膜液在15-30℃、40％-80％湿度下进行浇膜；浇膜后铸膜液在空气中挥发10-100秒后，慢慢地放入10％-50％乙醇凝固液中浸泡12-24小时；从凝固液中取出膜用蒸馏水漂洗干净，制得纳米银改性聚氯乙烯分离膜。本发明专利技术对有机膜进行抑菌性改性，改良膜的消毒及抗污染性能、提高有机膜的清水过滤通量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种以聚氯乙烯(PVC)为主的膜材料，本专利技术也涉及一种以聚氯 乙烯为主的膜材料的制备方法。具体地说是一种具有抑菌及抗污染性的滤膜(超滤或微 滤)及其制备方法。
技术介绍
膜分离技术具有设备简单、操作方便、无相变、无化学变化等优点，在饮用水净化 领域和污水处理及回用中已经取得了广泛的推广和应用。目前广泛应用的膜材料主要为一 些聚合物，如聚偏氟乙烯、聚砜、聚乙烯等，在表面具有微米或纳米级孔径，利用筛分作用截 留悬浮物，有机污染物和细菌、病毒等。一般有机膜材料只具有截留细菌的功能而没有抑菌或杀菌性能。这使膜材料在水 处理过程中，表面很容易被微生物附着，细菌形成的生物膜和其分泌的微生物产物形成生 物污染层，使膜过滤阻力增加，通量降低。同时由于膜孔径不均勻、膜表面破损等原因，细菌 会通过膜表面较大的孔径或破损处进入膜腔，在膜腔中进行繁殖，细菌形成的生物膜和其 分泌的微生物产物也会导致膜腔堵塞。微生物透过膜后，也会使膜的过滤出水大肠杆菌数 指标超标，影响水质安全。解决膜材料成本高及易污染的根本途径是制备造价低，抗生物污 染性能的膜。尽管反渗透、纳滤膜由于膜孔径远远小于细菌菌体的尺寸，被用来截留细菌，但这 些膜属于高压膜，需要较高的能耗。目前，具有消毒作用的低压膜(超滤或微滤膜)尚未见 报道。因此，采用相对廉价的膜合成材料，并对膜合成材料进行有效的抑菌性改性是一个迫 切又新颖的关键技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抑菌抗生物污染性好，所需的驱动力低、能延长使用 周期及寿命、节约动力消耗的抑菌性纳米银聚氯乙烯滤膜。本专利技术的目的还在于提供一种 工艺简单，能增强膜的抗污染性、亲水性，延长膜的寿命的抑菌性纳米银聚氯乙烯滤膜的制 备方法。本专利技术的目的是这样实现的本专利技术的抑菌性纳米银聚氯乙烯滤膜的组分及含量为，所有百分数为质量百分 数聚氯乙烯PVC7% -13%溶解聚氯乙烯溶剂60% -90%纳米银0.1%-2%六偏磷酸钠或十二烷基苯磺酸钠 0.2%-4%成孔剂2%-8%。本专利技术的抑菌性纳米银聚氯乙烯滤膜还可以包括1、所述的溶解聚氯乙烯溶剂为N-N 二甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺 或丙酮。2、所述的成孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或高氯酸盐。本专利技术的抑菌性纳米银聚氯乙烯滤膜的制备方法为a、取聚氯乙烯溶于N-N 二甲基乙酰胺溶剂中；b、待聚氯乙烯完全溶解后并在搅拌的过程中均勻的加入纳米银(nAg)，然后立即 加入分散剂六偏磷酸钠；C、再加入成孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，均勻搅拌至纳米银(nAg)颗粒均勻分散 于溶液中；d、上述溶液在20_30°C下静止放置1-2天脱泡；e、将脱泡后的铸膜液在15-301^40% -80%湿度下进行浇膜；f、浇膜后铸膜液在空气中挥发10-100秒后，慢慢地放入10% -50%乙醇凝固液中 浸泡12-24小时；g、从凝固液中取出膜用蒸馏水漂洗干净，制得纳米银改性聚氯乙烯分离膜。其中组分的质量百分数组成为聚氯乙烯7% -13%、溶解聚氯乙烯的溶剂 60% -90%、纳米银0. _2%、六偏磷酸钠或十二烷基苯磺酸钠0.2% _4%、成孔剂 2% -8% ；所述的溶解聚氯乙烯溶剂为N-N 二甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或 丙酮；所述的成孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或高氯酸盐。本专利技术的抑菌性聚氯乙烯膜包括微滤膜、超滤膜、反渗透膜、纳滤膜；平板膜、管式 膜、中空纤维素膜、毛细管膜或螺旋卷式膜。本专利技术对有机膜进行抑菌性改性，其目的就是改良膜的消毒及抗污染性能、提高 有机膜的清水过滤通量等。经过本专利技术改进的抑菌性聚氯乙烯膜的特点为(1)纳米银改性膜具有抑菌性能膜法水过滤工艺中，膜上形成污染层是膜污染最常见的方式。膜上的污染层主要 是由于微生物附着在膜表面并利用水中的有机物生长代谢所产生的，微生物代谢产物如多 糖，蛋白质等会进一步吸附在膜表面，这些粘性物质会使细菌形成菌胶团，从而导致膜污染 的恶性循环。因而，改善膜的抗生物污染性，能从根本上解决在膜法水处理过程中面临的膜 污染问题。膜的抑菌性用抑菌圈实验来证明。我们用大肠杆菌为模型微生物，在营养琼脂平 板上，通过恒温培养，发现纳米银/PVC膜能形成明显的抑菌圈，而普通PVC膜则不能形成抑 菌圈(如图1)，证明改性膜细菌有极强的灭活作用，细菌难以在膜材料表面生存。(2)纳米银改性膜对细菌附着生长具有抑制作用在超滤杯装置上采用载银聚氯乙烯平板膜和空白样(不含银聚氯乙烯膜)分别 对大肠杆菌菌液(细菌含量约103CFU/mL)进行过滤，超滤膜表面都截留了一定量的大肠杆 菌。然后将膜试样置于盛有液体培养基的三角瓶中静止2小时，使附着在膜表面的大肠杆 菌有充足的时间进行繁殖。将试样从三角瓶中取出放置在另一组盛有液体培养基的三角瓶 中在同一条件下进行震荡，附着在膜表面的大肠杆菌将在液体培养基中繁殖1小时候，将 第二组三角瓶中的菌液浓度进行平板计数法检测，结果发现载银超滤膜培养液中大肠杆菌 数量明显少于空白样，这无论是从膜本身的微生物灭活作用还是膜对微生物的吸附倾向都可以说明纳米银/PVC膜比纯PVC膜有更优越的抑菌性(如图2，注实验中所用到的试剂 工具都事先在同一条件下经过灭菌消毒)。(3)纳米银改性膜对细菌具有更好的截留作用对载银聚氯乙烯膜和空白样对大肠杆菌的截留率进改性行测定，发现载银聚乙烯 膜对细菌的截留率显著增加。当进水大肠杆菌数量低于100CFU/mL时，经载银聚乙烯膜过 滤后出水中大肠杆菌数未被检出，而经空白样过滤后大肠杆菌被检出。(4)纳米银改性膜具有一定的抗生物污染性能此外，我们还对膜在过滤过程中的抗污染性能做了相关研究(所过滤地表水取自 哈尔滨工程大学校内人工湖，浊度20NTU，TOC为5mg/L，pH 7. 4)。研究表明未经改性的膜 表面更容易吸附有机物等粘性物质，这些物质会在膜表面形成致密的污染层导致过滤阻力 增加(如图3)。这种污染层形成后，膜通量减少，操作压力增大，当过滤阻力增加到一定 程度时，就得采取一定的清洗措施来恢复膜通量才能保证过滤得以继续进行下去。膜污染一般包括有机污染、无机污染及生物污染。膜的清洗方法通常包括碱清洗、 酸清洗等。碱清洗、酸清洗都可以在很大程度上除去膜的有机污染及无机污染，但生物污染 一般酸洗或碱洗都无法有效去除。故将酸洗、碱洗后都不能恢复的污染作为膜生物污染评 定指标。我们对清洗前后的改性膜及非改性膜分别进行了清水通量试验，测定同一操作压 力下的膜通量，并与新膜的初始通量进行比较，用膜通量恢复率即J/Jtl (其中J为各步清洗 后的清水膜通量，J0为初始膜通量)来表征膜通透性能的恢复，进而评价膜的抗生物污染性 (如图4)。由实验可知，纳米银改性膜的抗生物污染性明显优于未改性膜。机理分析认为，采 用纳米银改性后的聚氯乙烯膜不但具有良好的抑菌性能，而且其表面不容易吸附膜污染物 质，并且对膜污染物质有一定的阻抗作用，这样即使膜表面在一定程度上形成污染层，污染 层也具有较好的渗透性，这样水分子仍然可以在阻力较小的情况下通过，因而其水通量也 比未改性前稳定。(5)可在一定程度上提高膜的水通量膜通量是指在一定工作压力下，单位面积的膜在单位时间内所透过的水量。它是 表征膜的分离本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种抑菌性纳米银聚氯乙烯滤膜，其特征是组分及含量为，所有百分数为质量百分数：聚氯乙烯 ７％－１３％溶解聚氯乙烯溶剂 ６０％－９０％纳米银０．１％－２％六偏磷酸钠或十二烷基苯磺酸钠 ０．２％－４％成孔剂 ２％－８％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵方波，邱峰，谢荣华，史凤娇，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93
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