聚偏氟乙烯(PVDF)作为一种性能优异的膜材料,在分离膜领域有着广泛的应用。由其所制备的微滤和超滤中空纤维膜在家庭净水系统、污水处理、海水淡化等方面已实现规模化工业生产。然而,在膜的使用过程中,除了有机物与无机物,微生物也是造成膜污染的主要因素之一。针对细菌等微生物引起的膜污染,制备具备抗菌性能的膜显得尤为重要。
最近,中科院宁波材料所高分子事业部功能膜团队通过双层共挤出技术,制备了外层富集抗菌银离子的双层PVDF中空纤维膜。团队在已有研究基础上(通过非溶剂诱导辅助热致相分离法制备双连续结构的PVDF膜,以及制备具有良好抗菌性能的中空纤维膜,分别发表于 Desalination 2012, 298, 99–105 和 Journal of Membrane Science 2013, 437, 205–215),为了减少抗菌剂载银分子筛的用量,提高聚偏氟乙烯中空纤维膜的抗菌效率,进一步通过双层共挤出的方式,将载银分子筛富集在双层膜的外层(如图1所示),并采用干喷-湿纺法制备出具有抗菌性能的PVDF中空纤维膜。所制备的双层膜抗菌剂含量仅为单层膜的54%,却表现出接近甚至更优的抗菌性能和抗细菌粘附性能(如图2所示),而水通量等性能没有下降。相关研究工作发表于 Composites Science and Technology(http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2014.03.005),并已申请国家发明专利一项(201210042292.6),得到了国家自然科学基金(51273211)及国家863研究计划(2012AA03A605)的资助。