荷电材料对水中病毒的分离与去除作用
荷电材料对水中病毒的分离与去除作用
近年来，由于水污染加重，在多种水体中均已发现致病病毒，致病病毒已经成为目前人类生存
面临的最大潜在威胁之一.水中常见病毒有肝炎病毒、腺病毒、轮状病毒、柯萨奇病毒等，虽然
水中病毒含量很低，但即使很少量的病毒颗粒亦可致病，给人类健康造成了极大危害.由病毒污
染引起的水源性疾病正在增多，已经引起了人们的广泛关注。
水中病毒的存在严重威胁着人类健康，因此，对于水中病毒的去除已经迫在眉睫.由于病毒个体
微小，多数病毒直径在 20~200nm,且种类繁多，性质千万差别，所以病毒的分离去除是一项十
分艰巨复杂的任务.目前，对于水中病毒常用的去除方法主要有化学消毒、紫外线辐射、物理筛
分截留等。但是这些方法都各自存在不足之处，例如，化学消毒时使用的化学药剂会产生对人
体有害的消毒副产物；经紫外线处理后的水在管道输送过程中可能会发生二次污染；而依据物
理筛分截留原理的反渗透技术由于需要较大的操作压力，导致使用成本较高[1-4].然而，由于病
毒是带电微粒，通过荷电材料的静电吸附作用分离病毒具有工艺简单、使用安全、吸附分离效
果好等特点，因此荷电材料作为一种新型的病毒分离及去除材料，具有良好的应用价值[5-6].
1荷电材料概述
荷电材料是指在材料表面或本体中存在固定电荷的一类新型功能材料.
1.1 荷电材料的基本性能
荷电材料最基本的性能就是带电性.荷电材料与中性材料相比，由于其特有的静电吸附或排斥作
用，这就使得分离不同价态的离子成为可能，并且还可以使相对分子质量相近而带电性不同的
组分得以分离[7].
1.2 荷电材料的分类
根据材料组成不同，荷电材料可分为高分子材料和无机材料。有机高分子材料主要有醋酸纤维
素（CA）、聚砜（PSF）、磺化聚砜（SPS）、聚醚砜（PES）、聚丙烯腈（PAN）等；而无
机材料主要是陶瓷材料.根据所带固定电荷的电性不同，荷电材料可分为荷正电材料与荷负电材
料，由于在自然界中大多数病毒带负电[8-9],因此用于病毒分离的荷电材料主要为荷正电材料.
2荷电材料对病毒的去除
2.1 有机荷电材料对病毒的去除
有机荷电材料是在成膜的高分子材料中导入像-SO3-M+或-N+R3X-这样的电离基团，常用的荷
电剂多为含季胺基的高分子聚合物，如聚乙烯吡啶、聚酰胺-亚酰胺、聚乙烯亚胺-表氯醇等，
通过浸涂法、相转化法等工艺制成荷电微孔滤膜、荷电超滤膜、荷电纳滤膜、荷电反渗透膜
等，主要用于溶液中病毒的分离、浓缩及增强膜本身的抗污染性能。
国外，MaHongyang 等[10]用双乙烯基和三乙烯基单体对聚丙烯腈电纺纳米纤维表面进行改
性，使其表面带正电荷.这种新型荷正电的纳米纤维微滤膜，与商业化微孔滤膜（对大肠杆菌噬
菌体MS2 的截留率为90%）相比较，不仅膜渗透通量增大了 2~3 倍、降低了操作压力，而且
对大肠杆菌噬菌体MS2 的截留率高达99.99%.
国内，朱孟府等[14]以植物纤维为原料，以壳聚糖为荷电剂，经化学改性研制出带正电的荷电
滤板，它除了具有澄清、除菌功能外，还可以通过正负电荷相互吸引作用吸附分离带负电的细
菌内毒素、病毒等微粒，可用于药液或水中细菌内毒素的去除以及病毒的分离、浓缩和检测。
朱孟府等采用浸涂工艺，以壳聚糖为荷电剂，制备出表面荷正电的有机微孔滤膜[12-13],实验结
果表明，其对大肠杆菌噬菌体f2 有良好的去除效果，去除率大于 99.99%.龚承元等[14]
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荷电材料对水中病毒的分离与去除作用近年来，由于水污染加重，在多种水体中均已发现致病病毒，致病病毒已经成为目前人类生存面临的最大潜在威胁之一.水中常见病毒有肝炎病毒、腺病毒、轮状病毒、柯萨奇病毒等，虽然水中病毒含量很低，但即使很少量的病毒颗粒亦可致病，给人类健康造成了极大危害.由病毒污染引起的水源性疾病正在增多，已经引起了人们的广泛关注。水中病毒的存在严重威胁着人类健康，因此，对于水中病毒的去除已经迫在眉睫.由于病毒个体微小，多数病毒直径在20~200nm,且种类繁多，性质千万差别，所以病毒的分离去除是一项十分艰巨复杂的任务.目前，对于水中病毒常用的去除方法主要有化学消毒、紫外线辐射、物理筛分截...
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