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本發(fā)明涉及一種高效親水化改性抗污染聚醚砜膜的制備方法及應(yīng)用。制備方法包括對純聚醚砜膜的物理共混親水化改性和化學(xué)接枝親水化改性兩個部分，通過表面引發(fā)的可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合法(RAFT)合成親水性嵌段聚合物，隨后將其與聚醚砜物理共混，制備PES/PAA?F127?PAA膜；用電子轉(zhuǎn)移活化再生催化劑?原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法(ARGET ATRP)合成強親水性物質(zhì)NH2?PDMAPS，在共混改性基礎(chǔ)上，利用化學(xué)接枝方法制備高效親水化改性抗污染聚醚砜膜。本發(fā)明使用高效綠色的RAFT和ARGET ATRP兩種聚合方法設(shè)計分子，結(jié)構(gòu)新穎，反應(yīng)條件溫和，親水化改性方法效果更明顯，在油水分離領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

超濾技術(shù)主要用于含分子量100～1000,000的物質(zhì)的分離，是目前應(yīng)用最廣的膜分離過程之一。超濾是通過膜的篩分作用，將溶液中粒徑大于膜孔徑的大分子溶質(zhì)截留，使小分子組分透過超濾膜，達到分離目的的膜過程。超濾作為一種新型高效的膜分離技術(shù)，具有無相變、操作條件溫和、無第三組分引入、工藝流程簡單等優(yōu)點，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離技術(shù)，如精餾、蒸發(fā)、萃取、結(jié)晶等過程，但是超濾過程中的膜污染嚴重限制了超濾在分離領(lǐng)域的更廣泛應(yīng)用。國際純粹和應(yīng)用化學(xué)協(xié)會 IUPAC 將膜污染定義為由于懸浮物或可溶性物質(zhì)通過物理化學(xué)作用或者機械作用，在膜的表面及膜孔內(nèi)部吸附或沉積，導(dǎo)致膜孔堵塞或變小、膜通量降低的過程。目前，解決高分子超濾膜污染的根本途徑是開發(fā)低污染超濾膜，包括開發(fā)新型高分子材料及對現(xiàn)有超濾膜進行表面改性。前者制膜成本較高，并在大規(guī)模應(yīng)用上存在困難。而對現(xiàn)有膜進行表面改性則成為解決高分子超濾膜膜污染的有效途徑。

成果內(nèi)容：在6項國家級項目連續(xù)支持下，創(chuàng)建了在多種過濾膜表面構(gòu)建仿細胞膜抗污染涂層的共性技術(shù)方法。獲得了多種抗污染性能優(yōu)異的水凈化膜，建立了自清潔油水過濾分離裝置及工藝技術(shù)。抗污染不銹鋼網(wǎng)膜濾水通量10000-60000 L/m2h，除油率99%；抗污染超大尼龍網(wǎng)膜處理湖泊藻類污染的除藻率可高達95%，水體透明度及處理效率比其它處理分別提高3-5倍和100倍。抗污染膜構(gòu)建技術(shù)及主要應(yīng)用指標達到國際領(lǐng)先水平。 成果成熟度：已進入中試產(chǎn)品階段，需要合作進行產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)。 轉(zhuǎn)化方式：技術(shù)轉(zhuǎn)讓與合作開發(fā)。 產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用市場需求： (1)湖泊及水源水中藻類和其它懸浮污染物高效濾除； (2)游泳池水高效、快速過濾凈化； (3)巨量含油污水自清潔過濾凈化處理； (4)原油開采液抗污染油水過濾分離； (5)水面浮油快速、高效收集； (6)生活污水高效過濾處理。 有關(guān)獎項：2017年陜西省科技工作者創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽金獎； 2021年陜西高校科學(xué)技術(shù)獎“一等獎”。 成果知識產(chǎn)權(quán)情況： 專利號 專利名稱 專利狀態(tài) 知識產(chǎn)權(quán)權(quán)屬 ZL201110203771.7 利用RAFT聚合技術(shù)在材料表面構(gòu)建仿細胞外層膜結(jié)構(gòu)涂層的方法 授權(quán) 獨占 ZL201110205373.9 仿貽貝粘附蛋白和細胞膜結(jié)構(gòu)共聚物及其制備方法和應(yīng)用 授權(quán) 獨占 ZL200910219143.0 一種仿細胞外層膜結(jié)構(gòu)修飾涂層制備的方法 授權(quán) 獨占 ZL201310469385.1 一種通過聚多巴胺涂層構(gòu)建功能化表界面的方法 授權(quán) 獨占 ZL201510013872.6 含磷酰膽堿和聚乙二醇的功能聚合物及其抗污涂層的構(gòu)建方法 授權(quán) 獨占 ZL201610120275.8 功能型仿細胞外層膜立體結(jié)構(gòu)涂層的構(gòu)建方法 授權(quán) 獨占 ZL201810353089.8 一種抗生物污染的超親水微濾膜的制備方法 授權(quán) 獨占 ZL201610485203.3 一種濾紙改性制備油水分離膜的方法及應(yīng)用 授權(quán) 獨占 ZL201610485188.2 一種親水/疏油型油水分離不銹鋼網(wǎng)膜的制備方法 授權(quán) 獨占 ZL201910027531.2 一種仿生聚合物及制作耐久性雙仿生聚合物涂層的方法及應(yīng)用 授權(quán) 獨占 ZL201720628315X 一種濾水型油水分離器 授權(quán) 獨占

項目成果/簡介:成果內(nèi)容：在6項國家級項目連續(xù)支持下，創(chuàng)建了在多種過濾膜表面構(gòu)建仿細胞膜抗污染涂層的共性技術(shù)方法。獲得了多種抗污染性能優(yōu)異的水凈化膜，建立了自清潔油水過濾分離裝置及工藝技術(shù)。抗污染不銹鋼網(wǎng)膜濾水通量10000-60000 L/m2h，除油率99%；抗污染超大尼龍網(wǎng)膜處理湖泊藻類污染的除藻率可高達95%，水體透明度及處理效率比其它處理分別提高3-5倍和10

隨著我國煉油加工深度的不斷提高，作為主要的二次加工裝置—催化裂化的原料也隨之變的越來越復(fù)雜，由于原料油性質(zhì)的惡化，導(dǎo)致催化裝置油漿系統(tǒng)結(jié)焦問題日益嚴重，已經(jīng)成為影響裝置長周期安全運行的主要障礙之一。由于油漿系統(tǒng)堵塞而造成的裝置被迫降量、甚至停工的事情時有發(fā)生。因此，解決好油漿系統(tǒng)結(jié)焦問題是保證催化裝置正常運行的主要課題。 研制開發(fā)了高效油相抗垢劑，通過在多個常減壓合合催化裝置上長期應(yīng)用，取得了很好的效果。該藥劑不但有明顯的防垢功能，而且具有一定的除垢效果。 該藥劑還可用于常減壓裝置塔底及加氫裝置的阻垢，阻垢率達90%以上。

已有樣品/n該項目的具有抗MRSA活性的曲張鏈絲菌素（Streptovaricins）產(chǎn)生菌Streptomycesspectabilis M2017417具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。其所包含的曲張鏈絲菌素生物合成基因簇和通過基因定向改造所產(chǎn)生的新結(jié)構(gòu)衍生物及其制備方法已申請國家發(fā)明專利。前期的研究結(jié)果已經(jīng)顯示曲張鏈絲菌素及其衍生物對金黃色葡萄球菌標準菌株、MRSA標準菌株，以及MRSA臨床分離菌株均表現(xiàn)出高效的抑制活性。抗生素耐藥性已成為當今公眾健康的嚴重威脅，其中耐甲氧西林金黃色葡萄球菌

:本技術(shù)為納米粉體與膜材料共混改性，從本質(zhì)上改變膜的親水性 能，獲得性能優(yōu)異、抗菌、耐污染的超濾膜產(chǎn)品。獲得的膜產(chǎn)品孔隙率大，平 均孔徑小；膜的性能在純水通量、抗壓強度、斷裂伸長率、親水性及抗污染性 等方面較現(xiàn)有產(chǎn)品大幅提高，其使用壽命可提高 60%以上。目前，該技術(shù)已具備 生產(chǎn) PSF、聚氯乙烯（PVC）、聚偏氟乙烯（PVDF）三種膜材料的中空纖維超濾 膜產(chǎn)品。PSF、PVC 膜組件已在農(nóng)村地下飲用水中去除硝酸鹽氮及甘薯淀粉加工 廢水中分離多糖蛋白兩個工藝中完成中試試驗，試驗證明改性超濾膜的抗污染 能力提高顯著，清洗后超濾膜通量恢復(fù)率達到 95%以上。該技術(shù)生產(chǎn)產(chǎn)品已經(jīng)在 青島市農(nóng)村飲用水生物凈化工程中開展中試，并在平度崔家集建立了中試基地。

本成果是利用“東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生物菌劑研發(fā)中心”研發(fā)的低溫秸稈酵解專用菌劑，有效分解秸稈中木質(zhì)素和半纖維素，保留纖維素。秸稈經(jīng)過篩選、攪拌、發(fā)酵、熱磨等工序，半個月達到制漿標準，制漿產(chǎn)生的廢渣和發(fā)酵液營養(yǎng)成分豐富，加工為優(yōu)質(zhì)有機肥，實現(xiàn)零污染。技術(shù)已獲得國家授權(quán)專利5項。 特點和優(yōu)勢： 發(fā)酵溫度范圍寬：4℃以上即可發(fā)酵，四季可生產(chǎn)； 紙漿出率高：平均2.5噸秸稈產(chǎn)1噸紙漿，比化學(xué)制漿節(jié)省60%成本； 紙漿質(zhì)量好：環(huán)壓強度高、抗折裂、環(huán)保性強； 附加值高：2.5-3噸秸稈可以生產(chǎn)1噸優(yōu)質(zhì)紙漿，1.5-2噸固體有機肥，0.5-1噸液體有機肥；紙漿市場價1500-1800元/噸，有機肥市場價500-800元/噸；液體有機肥市場價為1.5萬元/噸，現(xiàn)階段紙漿和有機肥都供不應(yīng)求。 技術(shù)分析（創(chuàng)新性、先進性、獨占性） 本成果利用“東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生物菌劑研發(fā)中心”分離的多種低溫發(fā)酵菌株，根據(jù)不同種類植物秸稈材料所含組分特點，進行多菌株復(fù)配組合，開發(fā)出功能性微生物菌群。詮釋了分解不同農(nóng)作物秸稈中木質(zhì)素、半纖維素、糖分、果膠、蛋白質(zhì)等成分所需要的多種酶種類，明晰了低溫菌株的分離、篩選、代謝產(chǎn)物檢測的方法，創(chuàng)建了多菌株高效組合復(fù)配、復(fù)合培養(yǎng)基篩選、擴繁和秸稈低溫啟動發(fā)酵劑的工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備和工藝，為冬季秸稈發(fā)酵利用提供了強有力的技術(shù)支撐。利用功能性菌劑發(fā)酵粉碎的秸稈，分解其中的木質(zhì)素、半纖維素和糖分、果膠、蛋白質(zhì)等成分，保留纖維素，經(jīng)過磨漿，獲得造紙廠的紙漿和填充纖維，首創(chuàng)了高效（發(fā)酵溫度 4-95℃，發(fā)酵快 5-30 天，平均 2.5 噸價格得 1 噸纖維，1 噸纖維出 1 噸 0.5-1噸廢液，用于腐熟秸稈造肥，腐熟 1 噸秸稈需要 3-5 噸廢液，也可培養(yǎng)成生防菌液出售。）、零污染（無廢液）、高附加值秸稈生物發(fā)酵方法提取紙漿的綜合配套技術(shù)體系。

本技術(shù)以廉價易得的聚氨酯海綿為基底,通過原子層沉積技術(shù)(ALD)和單分子偶聯(lián)改性,在聚氨酯海綿骨架上構(gòu)建了厚度約5nm的改性層。該方法在不減弱海綿自身高彈性及高孔隙率的前提下對其進行表面改性,賦予其強憎水親油特性. 同時該方法改性物質(zhì)消耗量少、操作簡單，保證了吸油海綿的低廉成本。改性后聚氨酯海綿可在水面下快速且高選擇性地吸收多種油類與有機溶劑;且吸收容量在海綿自重100倍以上,高出報道的高分子吸油材料5-50倍.吸油后海綿通過擠壓即可脫油再生,循環(huán)使用率高。能夠達到重復(fù)使用60次以上吸油量僅減少約10%。

成果內(nèi)容：用仿細胞膜結(jié)構(gòu)聚合物涂覆改性生物材料及器件可得到優(yōu)異的血液相容性及組織相容性。研發(fā)的仿生涂層構(gòu)建技術(shù)可簡便地用于多種醫(yī)療管路、導(dǎo)管及器械表面改性，顯著降低蛋白質(zhì)吸附達90%、細菌粘附99%、凝血及補體激活均減少80%以上。相關(guān)研究連續(xù)獲得6項國家自然科學(xué)基金項目資助；獲授權(quán)發(fā)明專利20項；關(guān)鍵技術(shù)通過陜西省技術(shù)成果鑒定，發(fā)明的仿細胞膜結(jié)構(gòu)聚合物涂層的構(gòu)建及調(diào)控技術(shù)國際領(lǐng)先。 成果用途： （1）仿細胞膜人工肺（高端產(chǎn)品）。血液蛋白質(zhì)吸附減少90%，血小板粘附減少96%，凝血及補體激活均減少80%以上。抗血栓形成時間延長10倍。 （2）對血液透析器涂覆改性后可獲得具有仿細胞膜涂層的血液透析器。可以顯著降低對血液蛋白質(zhì)吸附、血小板粘、凝血及補體激活等不良反應(yīng)，從而大大降低病人在血液透析過程中出現(xiàn)瘙癢、頭暈、惡心、嘔吐、不寧腿綜合征等過敏性不適癥。 （3）將仿細胞膜結(jié)構(gòu)聚合物涂層構(gòu)建在導(dǎo)尿管、人造血管等管路內(nèi)、外表面，可獲得高效抗菌、抗凝、潤滑等性能優(yōu)異的醫(yī)用導(dǎo)管。 成果成熟度：中試產(chǎn)品階段（已解決關(guān)鍵技術(shù)，需要合作進行產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)） 轉(zhuǎn)化方式：技術(shù)轉(zhuǎn)讓、合作開發(fā) 成果授權(quán)情況 專利號 專利名稱 專利狀態(tài) ZL201110203771.7 利用RAFT聚合技術(shù)在材料表面構(gòu)建仿細胞外層膜結(jié)構(gòu)涂層的方法 授權(quán) ZL201110205373.9 仿貽貝粘附蛋白和細胞膜結(jié)構(gòu)共聚物及其制備方法和應(yīng)用 授權(quán) ZL200910219143.0 一種仿細胞外層膜結(jié)構(gòu)修飾涂層制備的方法 授權(quán) ZL201310469385.1 一種通過聚多巴胺涂層構(gòu)建功能化表界面的方法 授權(quán) ZL201510013872.6 含磷酰膽堿和聚乙二醇的功能聚合物及其抗污涂層的構(gòu)建方法 授權(quán) ZL201610120275.8 功能型仿細胞外層膜立體結(jié)構(gòu)涂層的構(gòu)建方法 授權(quán) ZL201510014112.7 貽貝粘附和細胞膜抗污雙仿生多臂PEG及其制備方法 授權(quán) ZL201910027531.2 一種仿生聚合物及制作耐久性雙仿生聚合物涂層的方法及應(yīng)用 授權(quán) 202011156925.7 一種兩性離子聚合物與肝素復(fù)合涂層和制備方法及其應(yīng)用 受理 202010000137.2 一種交聯(lián)穩(wěn)定聚合物刷涂層的構(gòu)建方法 受理