抗菌性聚砜超滤膜的制备与表征

中国新技术新产品2018NO.5（上）-1-高新技术聚砜（PSF）是一种重要的膜材料，目前聚砜超滤膜已经实现工业化生产，广泛应用于各种领域，是国内外超滤膜研究的热点之一，但膜污染问题一直是制约超滤膜发展的阻碍之一，也是急需解决的重要问题。尤其是在使用过程中，微生物易在膜表面生长、繁殖和迁移而造成生物污染，进而导致膜的分离和渗透性能降低，增加了使用成本。许多研究已证实，在膜表面加载抗菌性物质，构建具有抗菌性能的膜表面，有利于减少生物污染。AhmadRahimpour等将TiO2与聚偏氟乙烯、磺化聚醚砜共混制膜，通过抑菌圈法测试抗菌性，结果证明，在紫外光下，复合膜对大肠杆菌有很强的抗菌性。但一般聚砜膜是在无光照条件下使用，而无光照条件更适于细菌的生长和繁殖，因此如何提高无光照条件下膜的抑菌性成为近年来研究的热点。Chen等人制备了负载铜离子的埃洛石纳米管，与聚醚砜共混制备杂化膜，结果表明，杂化膜的亲水性增强，水通量提高，而且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有优异的抗菌性。但目前关于抗菌膜的抗菌性能研究还不够深入，采用的抗菌测试方法比较单一，大多数研究停留在定性阶段。综合上述分析，本文选用浸渍法制备铜掺杂的TiO2粒子，并将这种粒子作为抗菌材料与聚砜（PSF）共混，相转化法制膜，并通过XRD、SEM，水接触角，超滤进行表征分析，同时采用振荡瓶法、薄膜密着法和抑菌圈法对PSF膜的抗菌性进行综合分析，着重考察不同环境条件下PSF膜的抗菌性能，期望该PSF膜既有光催化抗菌性，在无光照条件下也能抗菌，以延长膜使用寿命，为高性能膜材料的研究开辟新途径。1实验部分1.1实验材料及仪器1.1.1实验材料聚砜（PSF），美国苏威公司；聚乙烯吡咯烷酮（PVP，K30），上海伯奥生物科技有限公司；N，N-二甲基乙酰胺（DMAc），分析纯，天津科密欧化学试剂有限公司；牛血清蛋白（BSA，Mn=67000），上海伯奥生物科技有限公司；纳米TiO2粒子（P25），德国赢创工业集团；大肠杆菌，华南农业大学农学院广东省植物分子育种重点实验室；硝酸铜，广州牌化学试剂；氯化钠，国药集团化学试剂有限公司；乳糖蛋白胨培养液、营养琼脂，广东环凯微生物科技有限公司；实验中用水均为纯水。1.1.2实验仪器超滤膜评价装置，自制；UV-2450型紫外可见分光光度计，日本岛津公司；DHP-400型电热恒温培养箱、高温灭菌锅，苏州佳宝净化工程设备有限公司；OCA35型全自动光学接触角测试仪，德国DATAPHYSICS公司；Merlin扫描电镜，德国ZEISS公司。1.2抗菌超滤膜的制备1.2.1铜掺杂TiO2粒子的制备称取定量（按掺铜量）的TiO2粒子于定量的硝酸铜溶液中，超声分散15min，80℃烘干，450℃焙烧2h，即得掺铜TiO2粒子抗菌性聚砜超滤膜的制备与表征芦文慧黄肖容（华南理工大学化学与化工学院，广东广州510640）摘要：采用浸渍法制备了铜掺杂的TiO2粒子，并将这种粒子作为抗菌材料与聚砜（PSF）共混，相转化法制膜。铸膜液中掺铜TiO2粒子的添加量为1wt%，通过XRD、SEM、接触角、超滤及抗菌实验等进行表征与分析。结果表明，掺铜TiO2粒子的加入使得制得的PSF膜具有很强的抗菌性，当掺杂比w（Cu2+/TiO2）=1wt%时，抗菌膜的水通量为335.65L/（m2·h），对牛血清蛋白的截留率为85%；采用薄膜密着法得到其在紫外光照射下抗菌率高达93.5%，黑暗条件下抗菌率为53.2%；振荡瓶法得到其抗菌率为71%。关键词：聚砜；铜掺杂；TiO2；超滤膜；抗菌性中图分类号：TQ028文献标志码：AAbstract:Antibacterialparticle，copperdopingTiO2particle，wasfabricatedbyimpregnationmethod.ThentheantibacterialparticlewasblendingwithPSFtopreparecastingsolution，whichwasusedtoprepareantibacterialPSFultrafiltrationmembraneviathephaseinversionmethod.Thecontentofantibacterialparticleincastingsolutionwas1wt%.ThemodifiedmembraneswerecharacterizedbyXRD、SEM、CA、ultrafiltrationandantibacterialexperiments.Theresultsshowedthatthemodifiedmembraneshavestrongantibacterialproperties.WhenthedopingratioofCu2