中科院城市環(huán)境所在抗生物污染膜材料制備上取得進展
2014-04-18 18:53:23
admin
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據(jù)和訊網(wǎng)2012年4月20日訊 記者從中科院城市環(huán)境研究所獲悉，該所膜材料與技術(shù)研究組近期在抗生物污染膜材料制備方面取得進展，相關(guān)成果近日發(fā)表在水環(huán)境領(lǐng)域權(quán)威期刊《水研究》上。
據(jù)了解，膜分離技術(shù)應(yīng)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(shù)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(yīng)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(chǎn)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(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(jié)合，使膜不再是一個簡單的物理屏障，其表面還具有反應(yīng)活性，從而減少污染的發(fā)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(yīng)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(xiàn)象、獲得更持久的抗菌效果成為納米復(fù)合膜領(lǐng)域亟須解決的關(guān)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(nèi)。“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(fù)合膜的抗菌性能。”
據(jù)了解，該研究組還系統(tǒng)研究了生物銀含量對納米復(fù)合膜結(jié)構(gòu)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(yīng)器的復(fù)雜體系中研究了納米復(fù)合膜的長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*低的納米復(fù)合膜也表現(xiàn)出良好的抗菌性，且在連續(xù)九周的實驗周期內(nèi)呈現(xiàn)出優(yōu)異的抗細菌粘附和生物污染性能。