中科院抗污染膜材料制備研究獲進(jìn)展
近日，中科院城市環(huán)境研究所膜材料與技術(shù)研究組在抗生物污染膜材料制備方面取得一定進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在水環(huán)境領(lǐng)域期刊Water Research 上。

膜分離技術(shù)應(yīng)用廣泛，然而由于膜污染引起的膜通量和分離性能的下降是膜技術(shù)所面臨的zui嚴(yán)重的問(wèn)題。通常，膜污染可分為有機(jī)污染、無(wú)機(jī)污染和生物污染等。其中，由于生物膜形成而造成的生物污染被認(rèn)為是實(shí)際應(yīng)用中危害zui大的一類膜污染。

中科院抗污染膜材料制備研究獲進(jìn)展
生物膜的形成主要包括少量細(xì)菌在表面的粘附、胞外聚合物的產(chǎn)生、細(xì)菌生長(zhǎng)和繁殖富集等。而zui初的“粘附”在生物污染過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。因此，目前大部分抗污染膜材料的研究也都集中在膜表面的修飾和改性上。通常認(rèn)為增加膜表面親水性能夠有效地減少細(xì)菌的粘附，所以人們采用親水性添加劑或者加入一些納米殺菌劑使細(xì)菌失活等方法來(lái)減輕膜污染。通過(guò)共混或原位還原法將抗菌性納米粒子與膜材料相結(jié)合，使膜不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的物理屏障，其表面還具有“反應(yīng)活性”，減少污染的發(fā)生。納米顆粒的抑菌性能（如納米Ag、納米TiO2、碳納米管）已被成功地應(yīng)用到膜材料中，目前如何提高納米顆粒在膜表面的分散性，減少“團(tuán)聚”現(xiàn)象、獲得更持久的抗菌效果是納米復(fù)合膜領(lǐng)域亟需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

針對(duì)這一問(wèn)題，該研究組利用乳酸桿菌Lactobacillus Fermentum LMG 8900為還原劑和保護(hù)劑，在高pH條件下通過(guò)還原銀氨溶液制備得到的生物銀（Bio-Ag0），納米銀平均粒徑約為12nm，以細(xì)菌為載體可有效減輕小粒徑納米顆粒團(tuán)聚問(wèn)題。作者系統(tǒng)地研究了生物銀含量對(duì)納米復(fù)合膜結(jié)構(gòu)和過(guò)濾性能的影響。他們以大腸桿菌和銅綠假單胞桿菌為模型菌，在實(shí)際膜生物反應(yīng)器復(fù)雜體系中研究了納米復(fù)合膜的長(zhǎng)期抗菌和抗生物污染性能。研究結(jié)果表明：即使是生物銀含量zui低的納米復(fù)合膜（140 mg bio-Ag0 /m2）也表現(xiàn)出良好的抗菌性，且在連續(xù)九周的實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)呈現(xiàn)出優(yōu)異的抗細(xì)菌粘附和生物污染性能。

中科院抗污染膜材料制備研究獲進(jìn)展