本發(fā)明屬于水處理，涉及一種抑菌反滲透膜及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、反滲透技術(shù)自九十年代開始在我國飛速發(fā)展，目前被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，尤其是海水淡化、工業(yè)廢水處理和家用凈化器等領(lǐng)域。反滲透膜能有效截留溶解鹽及分子量大于100的有機物，同時允許水分子通過，具有耗能低、工藝簡單等優(yōu)點。但在實際使用過程中，除了正常的性能衰減外，反滲透膜還面臨著不同程度的污染，其中就包括細(xì)菌等污染。因此，反滲透膜需要更強的抑菌性能。

2、cn114917776b通過在反滲透膜表面涂覆含有羧甲基殼聚糖季銨鹽/二氧化鈦復(fù)合物的保護(hù)層，利用羧甲基殼聚糖季銨鹽的陽離子抗菌特性和二氧化鈦的光催化抗菌性能，實現(xiàn)了雙重抗菌效果。用于需要高效抗菌性能的水處理領(lǐng)域，如飲用水生產(chǎn)、廢水處理等，能夠有效抑制微生物的生長和繁殖，保證水質(zhì)安全。cn115228291b在反滲透膜的功能層表面引入了含有磺酸、氨基結(jié)構(gòu)的芪類化合物和芳香族季銨鹽共混物。這些化合物具有強效的抗菌性能，能夠破壞細(xì)菌細(xì)胞壁或細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。廣泛應(yīng)用于廢水回用、工業(yè)給水等水處理領(lǐng)域，能夠在保持較高脫鹽率和水通量的同時，有效抑制微生物的附著和生長，延長膜的使用壽命。cn112426884a通過特定的后處理工藝(如接枝抗菌基團(tuán)、涂覆抗菌層等)獲得抗菌性能用于需要耐氯性能、抗污染性能優(yōu)異且抗菌性能高的水處理場景，如海水淡化、鍋爐供水等。cn107303470b通過在反滲透膜上涂覆含有凹凸棒土/二氧化硅-納米銀復(fù)合無機粉末的高分子交聯(lián)涂層來實現(xiàn)抗菌效果。納米銀具有廣譜抗菌性能，能夠破壞細(xì)菌的dna結(jié)構(gòu)，抑制其生長和繁殖。廣泛應(yīng)用于需要高效抗菌性能的水處理領(lǐng)域，如飲用水生產(chǎn)、醫(yī)藥用水處理等。

3、雖然現(xiàn)有技術(shù)可以一定程度上提高反滲透膜的抑菌性能，但仍存在抗菌能力有限的問題。因此，亟待開發(fā)一種具有更好抑菌效果的反滲透膜。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種抑菌反滲透膜。

2、在第一方面，本發(fā)明提供一種抑菌反滲透膜，包括無紡布基層、多孔支撐層和分離層，其中：

3、所述多孔支撐層為聚砜經(jīng)相轉(zhuǎn)化法在所述無紡布基層上形成的復(fù)合超濾膜；以及

4、所述分離層為芳香族多元胺化合物、芳香族酰氯化合物界面聚合在所述多孔支撐層上，然后他唑巴坦酸接枝改性得到的聚酰胺膜。

5、在一些實施方案中，上述抑菌反滲透膜中，所述無紡布基層選自聚酯無紡布、聚丙烯無紡布、聚乙烯無紡布中的一種；

6、所述芳香族多元胺化合物選自間苯二胺、均苯三胺、對苯二胺中的一種或多種；和/或

7、所述芳香族酰氯化合物選自均苯三甲酰氯、對苯二甲酰氯、間苯二甲酰氯中的一種或多種。

8、在一些實施方案中，上述任一所述的抑菌反滲透膜中，所述無紡布基層的厚度為90-100μm；

9、所述多孔支撐層的孔徑介于5-100nm之間，厚度為30-60μm；和/或

10、所述分離層的厚度為100-300nm。

11、在一些實施方案中，上述任一所述的抑菌反滲透膜中，所述抑菌反滲透膜的抑菌率在10％以上，例如11％以上、12％以上、13％以上、14％以上、15％以上、16％以上、17％以上。

12、在第二方面，本發(fā)明提供上述任一所述的抑菌反滲透膜的制備方法，包括如下步驟：

13、s1、將聚砜溶解于n,n-二甲基甲酰胺中得到15-20wt％(例如15、16、17、18、19、20wt％，或這些數(shù)值之間的任意數(shù)值或范圍)的聚砜鑄膜液，將其均勻涂刮在所述無紡布基層上，隨后進(jìn)入水中相轉(zhuǎn)化成復(fù)合超濾膜，從而在所述無紡布基層上形成多孔支撐層；

14、s2、將經(jīng)過步驟s1處理的膜與芳香族多元胺化合物的水溶液接觸，然后倒掉表面多余的水溶液后晾干；

15、s3、將經(jīng)過步驟s2處理的膜與芳香族酰氯化合物的有機溶液接觸，使所述芳香族多元胺化合物和所述芳香族酰氯化合物在所述多孔支撐層上發(fā)生界面聚合反應(yīng)，倒掉多余的有機溶液，并去除表面殘留的有機溶劑，形成聚酰胺反滲透膜；

16、s4、將所述聚酰胺反滲透膜浸沒于他唑巴坦酸的水溶液中反應(yīng)，將膜取出經(jīng)水洗，得到所述抑菌反滲透膜。

17、在一些實施方案中，上述制備方法中，步驟s2中，所述芳香族多元胺化合物的水溶液的濃度為1.0-5.0wt％，例如1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0wt％，或這些數(shù)值之間的任意數(shù)值或范圍；和/或

18、所述接觸的時間為0.5-2min，例如0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0min，或這些數(shù)值之間的任意數(shù)值或范圍。

19、在一些實施方案中，上述任一所述的制備方法中，步驟s3中，所述芳香族酰氯化合物的有機溶液的濃度為0.1-2.0wt％，例如0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0wt％，或這些數(shù)值之間的任意數(shù)值或范圍；

20、所述芳香族酰氯化合物的有機溶液的溶劑選自己烷、庚烷、癸烷、環(huán)己烷、乙基環(huán)己烷中的一種或多種，例如己烷、庚烷、癸烷、環(huán)己烷、乙基環(huán)己烷可以以任意比例混合使用；和/或

21、所述接觸的時間為0.5-2.0min，例如0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0min，或這些數(shù)值之間的任意數(shù)值或范圍。

22、在一些實施方案中，上述任一所述的制備方法中，所述無紡布基層選自聚酯無紡布、聚丙烯無紡布、聚乙烯無紡布中的一種；

23、所述芳香族多元胺化合物選自間苯二胺、均苯三胺、對苯二胺中的一種或多種；和/或

24、所述芳香族酰氯化合物選自均苯三甲酰氯、對苯二甲酰氯、間苯二甲酰氯中的一種或多種。

25、在一些實施方案中，上述任一所述的制備方法中，步驟s4中，所述他唑巴坦酸的水溶液濃度為0.1-0.3wt％，例如0.1、0.15、0.2、0.25、0.3wt％，或這些數(shù)值之間的任意數(shù)值和范圍；和/或

26、所述反應(yīng)的時間為30-60min，例如30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60min，或這些數(shù)值之間的任意數(shù)值或范圍，反應(yīng)溫度為常溫，例如15-25℃，再例如25℃。

27、在第三方面，本發(fā)明提供上述任一所述的抑菌反滲透膜在制備水處理組件和/或在水處理方法中的應(yīng)用。

28、他唑巴坦酸的抑酶活性強、抑酶譜廣、穩(wěn)定性好，具有優(yōu)異的抗菌性能。本發(fā)明通過聚酰胺反滲透膜表面殘留的酰氯基團(tuán)與他唑巴坦酸發(fā)生縮聚反應(yīng)，將他唑巴坦酸接枝到膜表面，使膜改性而具有抑菌作用。

29、需要指出的是，本發(fā)明中的“接觸”可以是將膜浸沒在相應(yīng)的溶液中再取出，也可以是將相應(yīng)的溶液傾倒或涂覆在膜表面上，或者兩者的結(jié)合以及其它本領(lǐng)域常見的“接觸”方式，其關(guān)鍵在于在膜表面涂上相應(yīng)的反應(yīng)物料，為后續(xù)的接枝做準(zhǔn)備。本發(fā)明優(yōu)選界面接觸，使得優(yōu)選在界面發(fā)生界面聚合反應(yīng)。這種“接觸”方式都是本領(lǐng)域技術(shù)人員所能理解的，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

30、本發(fā)明的有益效果在于：

31、本發(fā)明通過在初生態(tài)聚酰胺膜表面用他唑巴坦酸接枝改性，使制備得到的反滲透膜在保持原有分離性能的同時還具有優(yōu)異的抑菌性能，抑菌率可高達(dá)18.4％。

32、在水處理過程中，使用本發(fā)明提供的抑菌反滲透膜可有效降低因細(xì)菌等生物污染導(dǎo)致的清洗頻次，延長其使用壽命，降低維護(hù)成本。