一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法

摘要

一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法，属于材料改性领域。所述方法步骤如下：（1）配置樟脑磺酸、十二烷基苯磺酸钠及间苯二胺的混合溶液；（2）将聚醚砜基膜表面浸没在混合溶液中；（3）将聚醚砜基膜取出，在空气中晾5~10分钟；（4）将聚醚砜基膜浸没在1,3,5‑均苯三甲酰氯正己烷溶液中，保持1min；（5）将膜取出，在空气中晾2分钟；（6）将膜浸泡在POSS‑NH2·HCl水溶液中，保持1~15min；（7）将膜置于40~80℃的烘箱中，反应10~20min，然后将膜片取出，置于4℃下保存。本发明的优点是：本发明的改性方法可避免使用过程中POSS‑NH2·HCl的迁移，同时在反渗透膜表面形成新的物理防护功能层，赋予反渗透膜高的抗细菌污染性能。此方法工艺简单，制备方便。

权利要求

1.一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法，其特征在于：所述方法具体步骤如下：步骤一：配置质量分数为2.3%的樟脑磺酸、0.1%的十二烷基苯磺酸钠及2%的间苯二胺混合溶液；

步骤二：将聚醚砜基膜表面浸没在步骤一制得的混合溶液中，保持10min；

步骤三：将步骤二中的聚醚砜基膜取出，在空气中晾5 10分钟，排除聚醚砜基膜表面多~余的混合溶液；

步骤四：将步骤三得到的聚醚砜基膜浸没在质量分数为0.1%的1，3，5-均苯三甲酰氯正己烷溶液中，保持1min；

步骤五：将步骤四中的聚醚砜基膜取出，在空气中晾2分钟，排除聚醚砜基膜表面多余的1，3，5-均苯三甲酰氯正己烷溶液；

步骤六：将步骤五中的聚醚砜基膜浸泡在质量分数为0.05 3%的POSS-NH2·HCl水溶液~中，保持1 15min；

~

步骤七：将步骤六中所得的聚醚砜基膜置于40 80℃的烘箱中，反应10 20min，然后将~ ~聚醚砜基膜取出，置于4℃下保存。

2.根据权利要求1所述的一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法，其特征在于：步骤六中，所述POSS-NH2·HCl水溶液的质量分数为0.1~1%。

3.根据权利要求1所述的一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法，其特征在于：步骤六中，所述保持时间为5 10min。

~

4.根据权利要求1所述的一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法，其特征在于：步骤七中，所述烘箱内温度为50 70℃。

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5.根据权利要求1所述的一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法，其特征在于：步骤七中，所述反应时间为10 15min。

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说明书

一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法

技术领域

[0001] 本发明属于材料改性领域，具体涉及一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法。

背景技术

[0002] 膜分离技术是一种新型的分离技术，其具有绿色、高效和环保等特点，得到了广泛的应用。反渗透膜是一种能够对小分子盐进行截留的分离膜，常用在家用净水等领域，具有广阔前景。反渗透膜在长期使用过程中会受到来自微生物等的污染，微生物在运行过程中会粘附在反渗透膜的表面，降低反渗透膜的使用寿命。因此，对反渗透膜进行表面改性提高反渗透膜表面的抗菌性，进而提高反渗透膜的使用效率是亟待解决的问题。

[0003] 公开号为 CN102527252A的“一种抗菌复合反渗透膜”，公开了一种复合反渗透膜表面抗菌改性方法。该方法采用涂覆的方法在聚合的聚酰胺表面涂覆一层抗菌功能的丝胶蛋白，使得复合反渗透膜的亲水性和抑菌性能得到大大提高，具有很好的抗生物污染性能，但是这种改性方法一定程度上会造成亲水物质的迁移。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为了克服现有技术中存在的反渗透膜在使用过程中易受到细菌污染的问题，提供一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法。

[0005] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

[0006] 一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法，所述方法具体步骤如下：

[0007] 步骤一：配置质量分数为2.3%的樟脑磺酸、0.1%的十二烷基苯磺酸钠及2%的间苯二胺混合溶液；

[0008] 步骤二：将聚醚砜基膜表面浸没在步骤一制得的混合溶液中，保持10min；

[0009] 步骤三：将步骤二中的聚醚砜基膜取出，在空气中晾5 10分钟，排除聚醚砜基膜表~面多余的混合溶液；

[0010] 步骤四：将步骤三得到的聚醚砜基膜浸没在质量分数为0.1%的1，3，5-均苯三甲酰氯正己烷溶液中，保持1min；

[0011] 步骤五：将步骤四中的聚醚砜基膜取出，在空气中晾2分钟，排除聚醚砜基膜表面多余的1，3，5-均苯三甲酰氯正己烷溶液；

[0012] 步骤六：将步骤五中的聚醚砜基膜浸泡在质量分数为0.05 3%的POSS-NH2·HCl水~溶液中，保持1 15min；
~

[0013] 步骤七：将步骤六中所得的聚醚砜基膜置于40 80℃的烘箱中，反应10 20min，然~ ~后将聚醚砜基膜取出，置于4℃下保存。

[0014] 本发明相对于现有技术的有益效果是：

[0015] POSS-NH2·HCl作为无机纳米粒子，其尺寸小，比表面积大，同时由于其含有丰富的-NH2基团，可以在界面聚合过程中与未反应完全的酰氯进一步发生反应，从而将其装甲在反渗透膜表面，而剩余的-NH2基团可以与细菌相互作用，起到抗菌作用。

[0016] 由于POSS-NH2·HCl独特的笼型状结构，在装甲于反渗透膜表面后，能够使水分子顺利通过，在进行分离纯化的过程中，能够阻止细菌对活性皮层造成污染，同时由于其富含大量的NH2基团，能够杀死粘附在表面的细菌，在保证不降低反渗透膜水通量的情况下，提高反渗透膜的抗细菌污染性。

[0017] 采用分步界面聚合的方法将笼型八面体结构的POSS-NH2·HCl装甲在反渗透膜表面，避免了使用过程中POSS-NH2·HCl的迁移，同时在反渗透膜表面形成新的物理防护功能层，赋予反渗透膜高的抗细菌性能。此方法工艺简单，制备方便。

附图说明

[0018] 图1为没有接触反渗透膜培养的细菌图片；

[0019] 图2为实施例1制备得到的反渗透膜接触后培养的细菌图片；

[0020] 图3为实施例2制备得到的反渗透膜接触后培养的细菌图片；

[0021] 图4为实施例3制备得到的反渗透膜接触后培养的细菌图片。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修正或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，均应涵盖在本发明的保护范围之中。

[0023] 具体实施方式一：本实施方式记载的是一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法，所述方法具体步骤如下：

[0024] 步骤一：配置质量分数为2.3%的樟脑磺酸、0.1%的十二烷基苯磺酸钠及2%的间苯二胺混合溶液；

[0025] 步骤二：将聚醚砜基膜表面浸没在步骤一制得的混合溶液中，保持10min；

[0026] 步骤三：将步骤二中的聚醚砜基膜取出，在空气中晾5 10分钟，排除聚醚砜基膜表~面多余的混合溶液；

[0027] 步骤四：将步骤三得到的聚醚砜基膜浸没在质量分数为0.1%的1，3，5-均苯三甲酰氯正己烷溶液中，保持1min；

[0028] 步骤五：将步骤四中的聚醚砜基膜取出，在空气中晾2分钟，排除聚醚砜基膜表面多余的1，3，5-均苯三甲酰氯正己烷溶液；

[0029] 步骤六：将步骤五中的聚醚砜基膜浸泡在质量分数为0.05 3%的POSS-NH2·HCl水~溶液中，保持1 15min；
~

[0030] 步骤七：将步骤六中所得的聚醚砜基膜置于40 80℃的烘箱中，反应10 20min，然~ ~后将聚醚砜基膜取出，置于4℃下保存。

[0031] 具体实施方式二：具体实施方式一所述的一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法，步骤六中，所述POSS-NH2·HCl的质量分数为0.1 1%。~

[0032] 具体实施方式三：具体实施方式一所述的一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法，步骤六中，所述保持时间为5 10min。~

[0033] 具体实施方式四：具体实施方式一所述的一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法，步骤七中，所述烘箱内温度为50 70℃。~

[0034] 具体实施方式五：具体实施方式一所述的一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法，步骤七中，所述反应时间为10 15min。~

[0035] 实施例1：

[0036] 一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法，所述方法具体步骤如下：

[0037] 步骤一：配置质量分数为2.3%的樟脑磺酸、0.1%的十二烷基苯磺酸钠及2%的间苯二胺混合溶液；

[0038] 步骤二：将商用的聚醚砜基膜表面浸没在步骤一制得的混合溶液中，保持10min；

[0039] 步骤三：将步骤二中的聚醚砜基膜取出，在空气中晾5 10分钟，排除聚醚砜基膜表~面多余的混合溶液；

[0040] 步骤四：将步骤三中的聚醚砜基膜浸没在质量分数为0.1%的1,3,5-均苯三甲酰氯正己烷溶液中，保持1min；

[0041] 步骤五：将步骤四中的聚醚砜基膜取出，在空气中晾2分钟，排除聚醚砜基膜表面多余的正己烷溶液；

[0042] 步骤六：将步骤五中的聚醚砜基膜浸泡在质量分数为0.1%的POSS-NH2·HCl水溶液中，保持5min；

[0043] 步骤七：将步骤六中所得的聚醚砜基膜置于50℃的烘箱中，反应10min，然后将聚醚砜基膜取出，置于4℃下保存。

[0044] 步骤八：对改性后的反渗透膜进行细菌接触实验检测。先制备紫外吸光光度值在00.4范围内的金黄色葡萄球菌细菌培养液，然后取50µL稀释10-4的细菌液倒到面积为4cm2~
的反渗透膜功能层面，37℃孵化30min，然后用500µL生理盐水冲洗10次，摇匀，取100µL在培养基中37℃进行培养，培养后的菌落如图2所示，与图1相比，可以发现，在进行POSS装甲后，细菌菌落数明显减少，证明改性膜的耐菌性增加。

[0045] 实施例2：

[0046] 一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法，所述方法具体步骤如下：

[0047] 步骤一：配置质量分数为2.3%的樟脑磺酸、0.1%的十二烷基苯磺酸钠及2%的间苯二胺混合溶液；

[0048] 步骤二：将商用的聚醚砜基膜表面浸没在步骤一制得的混合溶液中，保持10min；

[0049] 步骤三：将步骤二中的聚醚砜基膜取出，在空气中晾5 10分钟，排除聚醚砜基膜表~面多余的混合溶液；

[0050] 步骤四：将步骤三中的聚醚砜基膜浸没在质量分数为0.1%的1,3,5-均苯三甲酰氯正己烷溶液中，保持1min；

[0051] 步骤五：将步骤四中的聚醚砜基膜取出，在空气中晾2分钟，排除聚醚砜基膜表面多余的正己烷溶液；

[0052] 步骤六：将步骤五中的聚醚砜基膜浸泡在质量分数为1%的POSS-NH2·HCl水溶液中，保持10min；

[0053] 步骤七：将步骤六中所得的聚醚砜基膜置于70℃的烘箱中，反应15min，然后将聚醚砜基膜取出，置于4℃下保存。

[0054] 步骤八：对改性后的反渗透膜进行细菌接触实验检测。先制备紫外吸光光度值在00.4范围内的金黄色葡萄球菌细菌培养液，然后取50µL稀释10-4的细菌液倒到面积为4cm2~
的反渗透膜功能层面，37℃孵化30min，然后用500µL生理盐水冲洗10次，摇匀，取100µL在培养基中37℃进行培养，培养后的菌落如图3所示，与图1相比，可以发现，在进行POSS装甲后，细菌菌落数明显减少，证明改性膜的抗菌性增加。

[0055] 实施例3：

[0056] 一种POSS装甲聚酰胺反渗透膜表面提高耐菌性的改性方法，所述方法具体步骤如下：

[0057] 步骤一：配置质量分数为2.3%的樟脑磺酸、0.1%的十二烷基苯磺酸钠及2%的间苯二胺混合溶液；

[0058] 步骤二：将商用的聚醚砜基膜表面浸没在步骤一制得的混合溶液中，保持10min；

[0059] 步骤三：将步骤二中的聚醚砜基膜取出，在空气中晾5 10分钟，排除聚醚砜基膜表~面多余的混合溶液；

[0060] 步骤四：将步骤三中的聚醚砜基膜浸没在质量分数为0.1%的1,3,5-均苯三甲酰氯正己烷溶液中，保持1min；

[0061] 步骤五：将步骤四中的聚醚砜基膜取出，在空气中晾2分钟，排除聚醚砜基膜表面多余的正己烷溶液；

[0062] 步骤六：将步骤五中的聚醚砜基膜浸泡在质量分数为0.3%的POSS-NH2·HCl水溶液中，保持7min；

[0063] 步骤七：将步骤六中所得的聚醚砜基膜置于60℃的烘箱中，反应15min，然后将聚醚砜基膜取出，置于4℃下保存。

[0064] 步骤八：对改性后的反渗透膜进行细菌接触实验检测。先制备紫外吸光光度值在00.4范围内的金黄色葡萄球菌细菌培养液，然后取50µL稀释10-4的细菌液倒到面积为4cm2~
的反渗透膜功能层面，37℃孵化30min，然后用500µL生理盐水冲洗10次，摇匀，取100µL在培养基中37℃进行培养，培养后的菌落如图4所示，与图1相比，可以发现，在进行POSS装甲后，细菌菌落数明显减少，证明改性膜的抗菌性增加。

[0065] 本发明采用分步界面聚合的方法，先采用间苯二胺和1,3,5-均苯三甲酰氯进行第一步界面聚合，制备出致密的反渗透膜功能层。然后进行第二步界面聚合，加入POSS-NH2·HCl与未反应的1,3,5-均苯三甲酰氯反应，将POSS-NH2·HCl装甲到反渗透膜表面。POSS-NH2·HCl装甲到反渗透膜表面后，在反渗透膜表面形成一层保护层。当使用改性后反渗透膜进行分离纯化时，POSS-NH2·HCl具有独特的笼型八面体结构，由于细菌的体积大，不能通过POSS的孔状结构，避免了细菌对功能层的污染，而POSS多余的NH2基团会与接触的细菌相互作用，使细菌失去活性，使反渗透膜免受细菌的污染。与此同时，由于POSS-NH2·HCl独特的笼型八面体结构，其装甲在反渗透膜表面后，水分子能够正常的通过膜表面，从而保证了在使用过程中反渗透膜的水通量。