新型抑菌聚砜超滤膜的制备及性能
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混法将共聚物引入 聚砜 （ Ｓ ） Ｐ Ｆ 铸膜液 中 ， 通过浸没沉淀相转化法制备 了新 型抑菌超滤膜 ．考察 了Ｐ Ｈ Ｃ— （ —ＯＭ）
含 量 对 超 滤 膜 分 离 性 能 及 抑 菌 性 能 的影 响 ．结 果 表 明 ，当 Ｐ Ｈ— — 质 量 分 数 为 ０ ５ 时 ，超 滤 膜 分 离 性 能 （ Ｃ Ｍ） Ｏ ．％
２ １ １０ ３ 资 助 ． ０ １３２ ） 联 系 人 简 介 ： 从 增 ，男 ，教授 ，中 国科 学 院 院 士 ，主要 从 事 膜 法 水 处 理 技 术 研 究 ．Ｅ ｍ ｉ ａｃ ｅ ｍａ ．ｚｚ．ｎ 高 － ａｌ ｏｊ ＠ ｉ ｈ ．ｊｃ ：ｇ ｉ ｌ 徐 佳 ，女 ， 士 ， 师 ，主要 从事 膜 法海 水 淡 化 预 处 理 技 术 研 究 ．Ｅｍ ｉ： ｉ ｉｉ＠ １３ ｃｒ 博 讲 －ａｌ Ｊ ｐｐ２ ６ ．ｏ ａ ｎ
抑菌 率 最 大 （ ８ ． ％ ） 约 ０７ ． 关键 词 超 滤 膜 ；聚砜 ； 素 ；抑 菌 性 辣 ０ ３ ． ； Ｑ ２ ． ６３３ Ｔ ０８８ 文献标识码 Ａ Ｄ Ｉ ０ ３ ６ ／．ｓｎ０ ５ －７ ０ ２ １ ．９０ ４ Ｏ ：１ ．９９ ｊｉ ．２ １ ９ ．０ ２０ ．４ ｓ ０ 中 图分 类 号
身产 生 的具有 防污 活性 的次 级代 谢产 物 ， 中辣 素是 一 种稳 定 的生 物 碱 ， 受 温度 影 响 ， 具 有抗 菌 其 不 并
和 防止海 洋生 物生 长 的功能 Ｊ 已应用 于海 洋 防污 涂 料 中 ，现
．美 国专利 文献 ［２ １ ］ 道 了关 于 １ ，３ 报
辛 辣 型天 然 防污剂 在 防污涂 料 中的应 用 ．辣 素具有 光谱 抑菌 作用 ， 一种 高效 的天然 抗菌 剂 ． 是 本 文 制备 出一 种含 辣素 衍生 物功 能结 构 的抗生 物聚 砜超 滤膜 ，并 考察 了该 超 滤膜 的形 态 结构 、分 离性 能和 抑菌 性能 ．期 望该 抑菌 超 滤膜兼 具 高分离 性 能 和抑 菌性 能 ，以提 高 分离 效 率 和膜 寿 命 ， 高 为
王 雪 ， 徐 佳 ，蒋钰 烨 ，高学理 ，高从增
（ 国 海 洋 大 学 化 学 化 工 学 院 ， 岛 ２ ６０ ） 中 青 ６ １０
摘要
将辣素 功能结构单体 Ⅳ一４ 羟基 一一 （一 ３ 甲氧基苯 甲基 ） 丙烯酰胺 （ ＭＢ 和 甲基丙烯 酸甲酯 （ Ｈ Ａ） ＭＭＡ） 通过
源自文库
自由基引发合成 出抑菌 型共 聚物 Ｐ Ｈ— — ，通过红外 吸收光谱 和热重 分析证 实 了共 聚物的结构 ．采 用共 （ Ｃ Ｍ） Ｏ
超 滤作 为一 种新 型膜 分离 技术 ，广泛应 用 于各 种水 处 理 领 域．聚 砜 （ Ｓ ） 一 类广 泛 应用 的聚合 ＰＦ 是
物膜 材料 ¨ ３ ， Ｓ －］ Ｐ Ｆ超 滤膜 孔径 为 ０ ０ １～ ． ５ Ｉ ４，可截 留水 中绝 大 部分 悬 浮 物 、胶 体 和细 菌 ．但 ． ０ ０ ０ ｍｌ ｘ Ｊ
（ ＭＢ ，中 国海 洋大 学化 学化 工 学 院海 洋 防 护 实 Ｈ Ａ） 验 室提 供 ， 分子 式如 图 １所示 ； 腐殖 酸 （ Ａ） 上海 Ｈ ，
收 稿 日期 ： ０ １１—４ ２ １ ０１ ．
ｃＨ
基金项 目：高等学 校博 士 学 科 点 专项 科 研 基 金 （ 准 号 ：２ ００ ３ １０ ０ 和 中央 高校 基 本 科研 业 务 费 专项 资 金 （ 准 号 批 ０９ １２ ２ ０７） 批
普 通 聚砜 膜 材料 无抗 生物 性能 ， 能 杀死水 体 中细 菌 以及 其它 微 生 物 ，在 分离 过 程 中 ，超 滤膜 截 留的 不 细 菌等 污染 物会 附着 在膜 表面 甚至膜 孔 中 ， 其浓 度远 大 于水体 和气 体 中的浓 度 ， 易在 膜 表 面形成 极 生物 膜 ， 进一 步生 长 、 并 繁殖 形成 生 物污垢 ．形成 生物 膜 的细 菌 由于 自身代 谢 和 聚合 作用 会 产 生 大量
高 等 学 校 化 学 学 报
安谱 科 学仪器 有 限公 司 ； 大肠 杆 菌 （ ｓ ｅｃｉ ｃｌ ，中国海 洋大 学海 洋生命 学 院微 生 物实验 室提供 ． Ｅｃ ｒ ｈ ｏｉ ｈｉ ａ ） Ｕ 一４０紫外一 Ｖ２５ 可见 分光 光度 计 ，岛 津仪 器 有 限公 司 ；Ｓ ８０型 扫 描 电子 显微 镜 ，日本 日立 有 限 －０ ４ 公 司 ； Ｓ １０型接 触角 测定 仪 ，德 国 克 吕士公 司 ； ｅｓｒ７型红 外 光 谱 仪 ，德 国耐 驰 仪 器 制 备 有 限 Ｄ Ａ０ Ｔ ｎｏ ２
Ｖ０ ． ３ １３
２１ ０ ２年 ９月
高 等 学 校 化 学 学 报
Ｃ ＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＮＥＳ Ｅ ＵＮＩ ＶＥＲＳ ＴＩ Ｉ ＥＳ
Ｎｏ ９ ．
２１ ９ ～ ２ ３ ２ １４
新 型 抑 茵 聚 砜 超 滤 膜 的 制 备 及 性 能
的细胞外聚合物 ， 它们将黏附在膜面的细胞体包裹起来形成黏度很高的水合凝胶层 ， 进一步增强了污 垢 与膜 的结合 力 ｌ ， 成 了难 以除去 的生 物污 染 ．膜 的生物 污染 不 仅严 重 降低 膜分 离 性 能 ，导 致操 作 ６ 形 Ｊ
成本 大 幅增加 ，还能破 坏 膜 内部 结 构 ， 缩短 膜 的使 用 寿命 ， 加 成本 ．天 然 防污 活 性物 质 是 生物 自 增
最佳 ， ５ｍ ／ 对 ｇ Ｌ腐殖酸溶液 的稳定水通 量为 １２２Ｉ ｍ ｈ ， ２ ． Ｍ（ ・ ） 截留率为 ８ ． ％ ， ４４ 与未添加Ｐ Ｈ Ｃ— 的超 （ —ＯＭ） 滤膜 相 比， 分别提高 了 １． ％和 ９ ２ ９２ ． ％．改 性超 滤膜具有 较强 的抑菌性 能 ，当 Ｐ Ｈ Ｃ— 含 量为 １０ （ —ＯＭ） ． ％时 ，
性 能膜 材料 的研 究 开辟新 途 径．
１ 实 验 部 分
１ １ 试 剂 与仪器 ． 聚砜 （ Ｓ ， 子量 ３ ０ ） Ｂ ａｆ 司 ；甲基 丙 ＰＦ 分 ５ ０ ， ｂ ｓ公
烯 酸 甲酯 （ ＭＭＡ） 分 析纯 ， 津市博 迪 化工 有 限公 ， 天 司 ；Ｎ． ４羟 基 ．一 氧 基 苯 甲 基 ）丙 烯 酰 胺 （一 ３甲
含 量 对 超 滤 膜 分 离 性 能 及 抑 菌 性 能 的影 响 ．结 果 表 明 ，当 Ｐ Ｈ— — 质 量 分 数 为 ０ ５ 时 ，超 滤 膜 分 离 性 能 （ Ｃ Ｍ） Ｏ ．％
２ １ １０ ３ 资 助 ． ０ １３２ ） 联 系 人 简 介 ： 从 增 ，男 ，教授 ，中 国科 学 院 院 士 ，主要 从 事 膜 法 水 处 理 技 术 研 究 ．Ｅ ｍ ｉ ａｃ ｅ ｍａ ．ｚｚ．ｎ 高 － ａｌ ｏｊ ＠ ｉ ｈ ．ｊｃ ：ｇ ｉ ｌ 徐 佳 ，女 ， 士 ， 师 ，主要 从事 膜 法海 水 淡 化 预 处 理 技 术 研 究 ．Ｅｍ ｉ： ｉ ｉｉ＠ １３ ｃｒ 博 讲 －ａｌ Ｊ ｐｐ２ ６ ．ｏ ａ ｎ
抑菌 率 最 大 （ ８ ． ％ ） 约 ０７ ． 关键 词 超 滤 膜 ；聚砜 ； 素 ；抑 菌 性 辣 ０ ３ ． ； Ｑ ２ ． ６３３ Ｔ ０８８ 文献标识码 Ａ Ｄ Ｉ ０ ３ ６ ／．ｓｎ０ ５ －７ ０ ２ １ ．９０ ４ Ｏ ：１ ．９９ ｊｉ ．２ １ ９ ．０ ２０ ．４ ｓ ０ 中 图分 类 号
身产 生 的具有 防污 活性 的次 级代 谢产 物 ， 中辣 素是 一 种稳 定 的生 物 碱 ， 受 温度 影 响 ， 具 有抗 菌 其 不 并
和 防止海 洋生 物生 长 的功能 Ｊ 已应用 于海 洋 防污 涂 料 中 ，现
．美 国专利 文献 ［２ １ ］ 道 了关 于 １ ，３ 报
辛 辣 型天 然 防污剂 在 防污涂 料 中的应 用 ．辣 素具有 光谱 抑菌 作用 ， 一种 高效 的天然 抗菌 剂 ． 是 本 文 制备 出一 种含 辣素 衍生 物功 能结 构 的抗生 物聚 砜超 滤膜 ，并 考察 了该 超 滤膜 的形 态 结构 、分 离性 能和 抑菌 性能 ．期 望该 抑菌 超 滤膜兼 具 高分离 性 能 和抑 菌性 能 ，以提 高 分离 效 率 和膜 寿 命 ， 高 为
王 雪 ， 徐 佳 ，蒋钰 烨 ，高学理 ，高从增
（ 国 海 洋 大 学 化 学 化 工 学 院 ， 岛 ２ ６０ ） 中 青 ６ １０
摘要
将辣素 功能结构单体 Ⅳ一４ 羟基 一一 （一 ３ 甲氧基苯 甲基 ） 丙烯酰胺 （ ＭＢ 和 甲基丙烯 酸甲酯 （ Ｈ Ａ） ＭＭＡ） 通过
源自文库
自由基引发合成 出抑菌 型共 聚物 Ｐ Ｈ— — ，通过红外 吸收光谱 和热重 分析证 实 了共 聚物的结构 ．采 用共 （ Ｃ Ｍ） Ｏ
超 滤作 为一 种新 型膜 分离 技术 ，广泛应 用 于各 种水 处 理 领 域．聚 砜 （ Ｓ ） 一 类广 泛 应用 的聚合 ＰＦ 是
物膜 材料 ¨ ３ ， Ｓ －］ Ｐ Ｆ超 滤膜 孔径 为 ０ ０ １～ ． ５ Ｉ ４，可截 留水 中绝 大 部分 悬 浮 物 、胶 体 和细 菌 ．但 ． ０ ０ ０ ｍｌ ｘ Ｊ
（ ＭＢ ，中 国海 洋大 学化 学化 工 学 院海 洋 防 护 实 Ｈ Ａ） 验 室提 供 ， 分子 式如 图 １所示 ； 腐殖 酸 （ Ａ） 上海 Ｈ ，
收 稿 日期 ： ０ １１—４ ２ １ ０１ ．
ｃＨ
基金项 目：高等学 校博 士 学 科 点 专项 科 研 基 金 （ 准 号 ：２ ００ ３ １０ ０ 和 中央 高校 基 本 科研 业 务 费 专项 资 金 （ 准 号 批 ０９ １２ ２ ０７） 批
普 通 聚砜 膜 材料 无抗 生物 性能 ， 能 杀死水 体 中细 菌 以及 其它 微 生 物 ，在 分离 过 程 中 ，超 滤膜 截 留的 不 细 菌等 污染 物会 附着 在膜 表面 甚至膜 孔 中 ， 其浓 度远 大 于水体 和气 体 中的浓 度 ， 易在 膜 表 面形成 极 生物 膜 ， 进一 步生 长 、 并 繁殖 形成 生 物污垢 ．形成 生物 膜 的细 菌 由于 自身代 谢 和 聚合 作用 会 产 生 大量
高 等 学 校 化 学 学 报
安谱 科 学仪器 有 限公 司 ； 大肠 杆 菌 （ ｓ ｅｃｉ ｃｌ ，中国海 洋大 学海 洋生命 学 院微 生 物实验 室提供 ． Ｅｃ ｒ ｈ ｏｉ ｈｉ ａ ） Ｕ 一４０紫外一 Ｖ２５ 可见 分光 光度 计 ，岛 津仪 器 有 限公 司 ；Ｓ ８０型 扫 描 电子 显微 镜 ，日本 日立 有 限 －０ ４ 公 司 ； Ｓ １０型接 触角 测定 仪 ，德 国 克 吕士公 司 ； ｅｓｒ７型红 外 光 谱 仪 ，德 国耐 驰 仪 器 制 备 有 限 Ｄ Ａ０ Ｔ ｎｏ ２
Ｖ０ ． ３ １３
２１ ０ ２年 ９月
高 等 学 校 化 学 学 报
Ｃ ＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＮＥＳ Ｅ ＵＮＩ ＶＥＲＳ ＴＩ Ｉ ＥＳ
Ｎｏ ９ ．
２１ ９ ～ ２ ３ ２ １４
新 型 抑 茵 聚 砜 超 滤 膜 的 制 备 及 性 能
的细胞外聚合物 ， 它们将黏附在膜面的细胞体包裹起来形成黏度很高的水合凝胶层 ， 进一步增强了污 垢 与膜 的结合 力 ｌ ， 成 了难 以除去 的生 物污 染 ．膜 的生物 污染 不 仅严 重 降低 膜分 离 性 能 ，导 致操 作 ６ 形 Ｊ
成本 大 幅增加 ，还能破 坏 膜 内部 结 构 ， 缩短 膜 的使 用 寿命 ， 加 成本 ．天 然 防污 活 性物 质 是 生物 自 增
最佳 ， ５ｍ ／ 对 ｇ Ｌ腐殖酸溶液 的稳定水通 量为 １２２Ｉ ｍ ｈ ， ２ ． Ｍ（ ・ ） 截留率为 ８ ． ％ ， ４４ 与未添加Ｐ Ｈ Ｃ— 的超 （ —ＯＭ） 滤膜 相 比， 分别提高 了 １． ％和 ９ ２ ９２ ． ％．改 性超 滤膜具有 较强 的抑菌性 能 ，当 Ｐ Ｈ Ｃ— 含 量为 １０ （ —ＯＭ） ． ％时 ，
性 能膜 材料 的研 究 开辟新 途 径．
１ 实 验 部 分
１ １ 试 剂 与仪器 ． 聚砜 （ Ｓ ， 子量 ３ ０ ） Ｂ ａｆ 司 ；甲基 丙 ＰＦ 分 ５ ０ ， ｂ ｓ公
烯 酸 甲酯 （ ＭＭＡ） 分 析纯 ， 津市博 迪 化工 有 限公 ， 天 司 ；Ｎ． ４羟 基 ．一 氧 基 苯 甲 基 ）丙 烯 酰 胺 （一 ３甲