本申请涉及滤膜的领域,更具体地说,它涉及一种抗菌滤膜的制备方法。
背景技术:
1、近年来,膜分离技术被世界诸多国家高度重视,已广泛应用于食品、医药、生物、水处理、化工、石油等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益。
2、滤膜通常制成滤芯以应用于实际工作场景中,滤膜经多次使用后易于被水中微生物黏附,进而定殖、繁衍、形成菌落并继而发展成微生物膜,从而堵塞膜孔,影响滤膜的分离性能,会对下一次分离的对象试剂造成二次污染,甚至缩短滤膜的使用寿命,因此,如何提高滤膜的抗菌性能已成为该领域研究的热点。
技术实现思路
1、为了提高滤膜的抗菌效果,本申请提供一种抗菌滤膜的制备方法。
2、本申请提供的一种抗菌滤膜的制备方法采用如下的技术方案:
3、一种抗菌滤膜的制备方法,包括以下步骤:
4、s1.将以重量份数计的3-5份环糊精和15-20份马鞭草提取液在40-50℃下搅拌10-12h,过滤,滤液4-8℃下静置,析晶,抽滤,结晶置于40-50℃下干燥,然后加入5-8份四针状氧化锌晶须、15-25份聚酰胺、4-6份成孔添加剂和65-75份溶剂搅拌混合,得到铸膜液;
5、s2.将铸膜液均匀刮涂在大孔有机膜表面上,形成涂层,在室温下静置1-2min,之后浸没于25-35℃的去离子水中20-30min,得到滤膜。
6、通过采用上述技术方案,马鞭草提取液中富含蒽醌类和黄酮类化合物,蒽醌类和黄酮类化合物具有良好的抗菌效果,环糊精和马鞭草提取液混合后可选择性的提取上述化合物形成包合物,一方面,减少杂质的带入,进而减少对滤膜分离效果的影响,另一方面,对上述化合物进行缓释,可长效持久的提高滤膜的抗菌效果。
7、四针状氧化锌晶须具有三维四针状立体结构,与滤膜其他组分混合后,四针状氧化锌晶须相互搭接构成三维网络框架,从而将环糊精包合物锁定于框架结构内,在使用滤膜进行分离时,可减少环糊精包合物的流失,提高滤膜抗菌效果的持久性。
8、优选的,所述s1中,将环糊精和马鞭草提取液进行搅拌前对环糊精进行预处理,所述环糊精预处理步骤为:将质量比为1:(90-100):(200-250)的环糊精、二乙醇胺和四氢呋喃混合,在50-60℃下搅拌反应5-6h,冷凝回流,5h后将产物沉淀于丙酮溶液中,分离,干燥。
9、通过采用上述技术方案,在环糊精上引入羟基基团,增加环糊精表面的极性,混合后可增加滤膜的表面自由能,使得滤膜表面与细菌之间的粘附力减小,黏附自由能增大,从而提高滤膜的抗细菌黏附性能,使得细菌不易在滤膜表面定殖,抑制细菌在滤膜上滋生,进一步提高滤膜的抗菌性能。
10、优选的,所述s1中,在加入四针状氧化锌晶须前对四针状氧化锌晶须进行预处理,所述四针状氧化锌晶须预处理步骤为:将四针状氧化锌晶须加入到酒石酸钾钠的水溶液中搅拌10-30min,酒石酸钾钠和四针状氧化锌晶须的摩尔比为(0.1-1)∶100,然后边搅拌边加入与酒石酸钾钠等摩尔量的氯化铜的水溶液;之后继续搅拌30-60min,再过滤、洗涤、烘干,然后在氢气气氛中升温至270-300℃保温40-60min,冷却至室温。
11、通过采用上述技术方案,在四针状氧化锌晶须表面均匀沉积纳米铜颗粒,进一步提高滤膜的抗菌效果,且纳米铜颗粒可借助四针状氧化锌晶须均匀分散于滤膜内部,相较于单独添加纳米铜颗粒,可减少纳米铜颗粒团聚带来的问题,另一方面,纳米铜颗粒和四针状氧化锌晶须结合牢固,在使用滤膜进行分离时,可减少纳米铜颗粒的流失,有利于提高滤膜抗菌性能的持久性。
12、优选的,所述s1中,将结晶置于40-50℃下干燥,然后加入以重量份数计的5-8份预处理后的四针状氧化锌晶须、3-5份十二烷基胍单盐酸盐、15-25份聚酰胺、4-6份成孔添加剂和65-75份溶剂搅拌混合,得到铸膜液。
13、通过采用上述技术方案,十二烷基胍单盐酸盐为高分子聚合物,当细菌附着于滤膜上时,可堵塞细菌的呼吸通道,使细菌窒息而死,从而提高滤膜的抗菌性能。
14、优选的,所述s1中,将结晶置于40-50℃下干燥,然后加入以重量份数计的3-4份丙酸聚六亚甲基胍和5-8份预处理后的四针状氧化锌晶须混合得到的混合物、3-5份十二烷基胍单盐酸盐、15-25份聚酰胺、4-6份成孔添加剂和65-75份溶剂搅拌混合,得到铸膜液。
15、通过采用上述技术方案,丙酸聚六亚甲基胍对金属纳米粒子具有螯合性,可以附着在四针状氧化锌晶须上的纳米铜颗粒表面形成正电荷,通过静电作用,抑制纳米铜颗粒之间的团聚,促进四针状氧化锌晶须的均匀分散,从而促进三维框架的搭建,另一方面,丙酸聚六亚甲基胍与十二烷基胍单盐酸盐复配使用,胍基活性高,由于其在水溶液中成正电性,可以吸附呈负电性的细菌,从而抑菌细菌的分裂功能,使细菌丧失繁殖能力,进一步提高滤膜的抗菌效果。
16、优选的,所述s1中,将以重量份数计的3-5份环糊精和15-20份马鞭草提取液在40-50℃、超声的条件下搅拌10-12h。
17、通过采用上述技术方案,采用超声处理,可提高环糊精包合物的得率和包封率。
18、优选的,所述超声的频率为40-50khz。
19、通过采用上述技术方案,采用上述超声频率,可提高环糊精包合物的得率和包封率。
20、优选的,所述马鞭草提取液的制备方法为:将马鞭草粉碎,然后加入八倍重量的80(v/v)%的乙醇溶液,加热至沸,回流提取3h,过滤,滤渣继续加入八倍重量的80(v/v)%的乙醇溶液,加热至沸,回流提取3h,过滤得到马鞭草提取液。
21、综上所述,本申请具有以下有益效果:
22、1、由于本申请采用马鞭草提取液、环糊精和四针状氧化锌晶须,环糊精和马鞭草提取液混合后可选择性的提取马鞭草提取液中的蒽醌类和黄酮类化合物形成包合物,对上述化合物进行缓释,可长效持久的提高滤膜的抗菌效果,四针状氧化锌晶须相互搭接构成三维网络框架,从而将环糊精包合物锁定于框架结构内,可减少环糊精包合物的流失,进一步提高滤膜抗菌效果的持久性。
23、2、本申请中优选采用在四针状氧化锌晶须表面均匀沉积纳米铜颗粒,进一步提高滤膜的抗菌效果的同时,减少纳米铜颗粒团聚带来的问题,另一方面,可减少纳米铜颗粒的流失,有利于提高滤膜抗菌性能的持久性。
24、3、本申请中优选丙酸聚六亚甲基胍和十二烷基胍单盐酸盐复配使用,一方面促进四针状氧化锌晶须的分散,从而促进三维框架的搭建,另一方面抑制细菌和病毒的分裂功能,使细菌和病毒丧失繁殖能力,进一步提高滤膜的抗菌效果。
1.一种抗菌滤膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的抗菌滤膜的制备方法,其特征在于:所述s1中,将环糊精和马鞭草提取液进行搅拌前对环糊精进行预处理,所述环糊精预处理步骤为:将质量比为1:(90-100):(200-250)的环糊精、二乙醇胺和四氢呋喃混合,在50-60℃下搅拌反应5-6h,冷凝回流,5h后将产物沉淀于丙酮溶液中,分离,干燥。
3.根据权利要求1所述的抗菌滤膜的制备方法,其特征在于:所述s1中,在加入四针状氧化锌晶须前对四针状氧化锌晶须进行预处理,所述四针状氧化锌晶须预处理步骤为:将四针状氧化锌晶须加入到酒石酸钾钠的水溶液中搅拌10-30min,酒石酸钾钠和四针状氧化锌晶须的摩尔比为(0.1-1)∶100,然后边搅拌边加入与酒石酸钾钠等摩尔量的氯化铜的水溶液;之后继续搅拌30-60min,再过滤、洗涤、烘干,然后在氢气气氛中升温至270-300℃保温40-60min,冷却至室温。
4.根据权利要求3所述的抗菌滤膜的制备方法,其特征在于:所述s1中,将结晶置于40-50℃下干燥,然后加入以重量份数计的5-8份预处理后的四针状氧化锌晶须、3-5份十二烷基胍单盐酸盐、15-25份聚酰胺、4-6份成孔添加剂和65-75份溶剂搅拌混合,得到铸膜液。
5.根据权利要求4所述的抗菌滤膜的制备方法,其特征在于:所述s1中,将结晶置于40-50℃下干燥,然后加入以重量份数计的3-4份丙酸聚六亚甲基胍和5-8份预处理后的四针状氧化锌晶须混合得到的混合物、3-5份十二烷基胍单盐酸盐、15-25份聚酰胺、4-6份成孔添加剂和65-75份溶剂搅拌混合,得到铸膜液。
6.根据权利要求1所述的抗菌滤膜的制备方法,其特征在于:所述s1中,将以重量份数计的3-5份环糊精和15-20份马鞭草提取液在40-50℃、超声的条件下搅拌10-12h。
7.根据权利要求6所述的抗菌滤膜的制备方法,其特征在于:所述超声的频率为40-50khz。
8.根据权利要求1所述的抗菌滤膜的制备方法,其特征在于:所述马鞭草提取液的制备方法为:将马鞭草粉碎,然后加入八倍重量的80(v/v)%的乙醇溶液,加热至沸,回流提取3h,过滤,滤渣继续加入八倍重量的80(v/v)%的乙醇溶液,加热至沸,回流提取3h,过滤得到马鞭草提取液。