中科院城市環境所在抗生物污染膜材料制備上取得進展
2014-04-18 18:53:23
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據和訊網2012年4月20日訊 記者從中科院城市環境研究所獲悉，該所膜材料與技術研究組近期在抗生物污染膜材料制備方面取得進展，相關成果近日發表在水環境領域權威期刊《水研究》上。
據了解，膜分離技術應用廣泛，但由膜污染引起的膜通量和分離性能的下降是膜技術面臨的*嚴重問題。通常，膜污染可分為有機污染、無機污染和生物污染等。其中，由于生物膜形成而造成的生物污染被認為是實際應用中危害*大的一類膜污染。
生物膜的形成主要包括少量細菌在表面的粘附、胞外聚合物的產生、細菌生長和繁殖富集等。而*初的粘附在生物污染過程中起著至關重要的作用。因此，目前大部分抗污染膜材料的研究也都集中在膜表面修飾和改性上。
通常認為，增加膜表面親水性能有效減少細菌的粘附，所以人們常采用親水性添加劑或加入一些納米殺菌劑使細菌失活，從而減輕膜污染。通過共混或原位還原法將抗菌性納米粒子與膜材料相結合，使膜不再是一個簡單的物理屏障，其表面還具有反應活性，從而減少污染的發生。
來自該研究組的副研究員崔麗告訴記者，目前納米顆粒的抑菌性能已被成功地應用到膜材料中，如何提高納米顆粒在膜表面的分散性，減少“團聚”現象、獲得更持久的抗菌效果成為納米復合膜領域亟須解決的關鍵問題。
崔麗介紹說，針對該問題，研究組利用乳酸桿菌作為還原劑和保護劑，在高pH條件下，通過還原銀氨溶液制備得到生物銀。該類生物銀的平均粒徑約為12納米，能夠分散地“鑲嵌”在處于微米級別的細菌表面，甚至可以進入細菌的細胞內。“這樣就成功地通過乳酸桿菌這個載體，有效減輕了小粒徑納米顆粒的團聚問題，提高了納米復合膜的抗菌性能。”
據了解，該研究組還系統研究了生物銀含量對納米復合膜結構和過濾性能的影響。他們以大腸桿菌和銅綠假單胞桿菌為模型菌，在實際膜生物反應器的復雜體系中研究了納米復合膜的長期抗菌和抗生物污染性能。研究結果表明，即使是生物銀含量*低的納米復合膜也表現出良好的抗菌性，且在連續九周的實驗周期內呈現出優異的抗細菌粘附和生物污染性能。