聚醚砜杂化超滤膜制备及抗菌性能研究-论文.pdf

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1、固定化溶菌酶的氧化石墨烯l／聚醚砜杂化超滤膜制备及抗菌性能研究朱军勇，王琼柯，许欣，刘绰绰，刘金盾，张亚涛(郑州大学化212与能源学院，郑州450001)【摘要]以氧化石墨烯(GO)为固定酶载体，在水溶液中通过静电吸附及氢键作用实现溶菌酶(LF)的固定化得到GO—LF。并将已固定化酶的GO为添加剂，以聚醚砜为膜材料，采用相转化法制备杂化超滤膜。考察了添加剂含量对膜形态、亲水性、分离性能、力学性能及抗菌性能的影响。结果表明，GO．LF的加入使杂化膜的亲水性及纯水通量得到明显提高，同时拉伸强度也得到一定改善；尤其当GO．LF添加量为1．5％(质量分数)时，膜的纯水通量达到318L

2、／(m2·h)，并且对聚乙烯醇(eVA30000～70000)的截留率维持在99％以上，对大肠杆菌的抑菌率可达68％。[关键词】氧化石墨烯；溶菌酶；聚醚砜超滤膜；抗菌性能[中图分类号】0631；TQ028．8[文献标识码]A[文章编号]1009—1742(2014)07—0023—07简单易行，在保证膜机械性能和化学稳定性的基础1前言上，以抗菌材料作为添加组分制备共混膜，赋予膜超滤是近三十年来崛起的膜分离技术，广泛应一定的抗菌性能，能够减缓膜生物污染。因此，用于大分子组成与小分子物质的分离，包括水处膜共混改性有效扩大了超滤膜的适用范围，是制备理、化工、医药及食品等工业叫。聚醚

3、砜(PES)具有抗菌超滤膜的有效方法之一。酶是具有生物催化良好的热力学、化学稳定性以及力学性能，已经成功能的生物大分子，具有催化高效性、选择性强、反为常用的商业超滤膜材料之一。但是PES由于自应条件温和等特性，相对其他多数抗菌剂，酶可以身疏水性的缺点，在应用中易受膜生物污染，进而被微生物分解，且产物大多无毒，符合绿色化学的导致原液渗透速率降低、通量下降等一系列问题，要求。其中，溶菌酶抗菌谱较广，对革兰氏阳性菌最终降低膜的效率和使用寿命，限制了PES作为商如枯草菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等具有较好业膜的应用前景。膜生物污染主要由于细菌粘的抗菌效果。溶菌酶安全性很高，特异性强，

4、在食附在膜表面进而生长繁殖并分泌产物，最终形成一品、生物工程以及畜牧业中应用广泛[12~15]。氧化石层致密的生物膜。制备具有抗菌性能的膜，可阻止墨烯(GO)是石墨烯氧化物的片层结构，含有大量易细菌等微生物在膜表面形成生物膜并杀死细菌，在改性含氧官能团·”】。GO可以通过GO片层与其一定程度上抑制膜生物污染，。制备抗菌超滤膜他分子之间的7c一兀堆积力、范德华力以及氢键等非主要通过膜表面改性和共混改性。其中，共混改性共价键进行结合n。本文以GO作为固定溶菌酶的[收稿日期]2014．05—08[基金项目】国家自然科学基金项目(21106137，21376225)；中国博士后基金项

5、目(2013M531684)；大学生创新实验训练计划项目(2013~xm075，2013~xm072)【作者简介】张亚涛，1980年出生，男，河南项城市人，教授，主要从事抗菌超滤膜及CO：促进传递膜研究；E—mail：zhangyatao@zzu．edu．cn2014年第l6卷第7期23在常温条件下，杂化膜保存2个月后仍然具有ions[J]．ChemicalEngineeringJournal，2012，210：298—308．[7]CistonShannon，LueptowRichardM，GrayKimberlyA．Bacte-良好的抗菌活性，说明GO—Ly杂化超滤膜具有

6、一定rialattachmentonreactiveceramicultrafiltrationmembranes『J1．的抗菌持久性。JournalofMembraneScience，2008，320(1／2)：101—107．[8]ZhuXiaoying，BaiRenbi，WeeKin—Ho，etal，Membranesurfa—4结语cesimmobilizedwithionicorreducedsilverandtheiranti—bio—foulingperformances[J]．JournalofMembraneScience，2010，以GO为固定溶菌酶的载体

7、材料，主要通过静363(1／2)：278—286．[9]ChenYi~ng，ZhangYatao，ZhangHaoqin，eta1．Biofouling电吸附方式使溶菌酶固定在GO表面，并通过GO—controlofhalloysitenanotubes-·decoratedpolyethersulfoneultra-Ly与PES共混制备GO—Ly／PES杂化膜。通过对杂矗ltrationmembranemodifiedwithchitosan．silvernanopartides化膜进行一系列表征得到