当前,全球正面临着水资源短缺、水环境污染严重等问题,膜分离技术因其工艺简单、处理效率高等特点成为控制水体污染、缓解水资源危机的主要技术手段之一。然而,膜污染是限制膜技术发展的主要因素之一,尤其是微生物在膜表面的附着和定殖引起的膜生物污染问题,高效抗污染膜材料的研发是缓解生物污染的重要策略。本研究从膜抗污染需求出发,通过静电吸Th1 immune response附自组装、接枝聚合方法制备抗菌肽(Antimicrobial peptides,AMPs)复合微滤膜,优化投加方式、制备条件,探究抗菌肽对膜基本性能和抗污染性能的影响,分析抗菌肽复合微滤膜的抗菌抗污染机理,为开发新型高效的抗污染膜材料提供了理论和技术支撑。本文首先利用AMPs与海藻酸盐之间的静电吸附作用,通过自组装方式在膜面制备纳米尺度厚度可控的AMPs/海藻酸盐多层复合膜,并利用海藻酸盐水凝胶形成的三维网络,延缓层间抗菌肽的释放,从而提升复合膜的长期抗生物污染效果。实验结果表明,当AMPs/海藻酸盐层数大于等于5层时,复合膜对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)均具有良好的抗菌效率。随着膜层数从0层增加到10层,AMPs/海藻酸盐多层膜的亲水性显著增强,水接触角90.2±1.3°降至26.5±1.7°,而水通量没有显著变化;当膜层数增加到15层时,膜孔径由98.5 nm降低至72.3 nm,膜通量从29.28±0.84 L/m~2h k Pa下降至15.54±1.22L/m~2h k Pa,说明组装层数对膜基本性能影响显著。在此基础上,着重研究组装层数对抗菌肽释放速率的影响,结果显示随着海藻酸钠层数的增加,抗菌肽(Ponericin G1)的初始释放速率和稳定释放速率均不断降低,组装层数15层的改性膜(MSA_(15))释放速率最慢,初始释放速率为1.79±0.07μg/cm~2d,稳定释放速率PF-03084014分子式为0.55±0.03μg/cm~2d;而组装层数为5层的改性膜(MSA_5)初始释放速率2.07±0.15μg/cm~2d,稳定释放速率0.74±0.02μg/cm~2d;利用分子动力学模拟海藻酸盐对抗菌肽释放速率的影响机制,结果证明多个海藻酸盐与抗菌肽之间的亲和力大于单个海藻酸盐与抗菌肽,意味着多层海藻酸盐/抗菌肽网络结构更加稳定。长期抗菌污染试验表明,10层AMPs/海藻酸盐改性膜(MSA_(10))具有较高的抗菌性能和稳定性,膜污染速率较空白膜显著降低,说明AMPs/海藻酸盐改性膜具有良好的长期抗生物污染效果。为进一步增强抗菌肽复合膜的稳定性,采用膜面接枝聚合的方法,通过酰胺化反应接枝抗菌肽分子,从而构建了一种具有稳定高效抗菌层的复合膜。研究结果表明,随着抗菌肽接枝含量的增加,改性膜表面特征元素和特征官能团的含量不断提高,证明抗菌肽成功地接枝膜表面。抗菌实验证明,抗菌肽接枝复合膜对E.coli和S.aureus均具有明显的抑制作用;当抗菌肽的使用剂量不低于0.4mg/m L时,对E.coli和S.aureus的抑制率均在90%以上,且对细菌细胞形貌造成破坏。抗污染实验表明,当抗菌肽反应浓度在0.4 mg/m L时,膜恢复通量较高(80.1±3.5%)、膜污染较轻(通量衰减率18.0%);当抗菌肽反应浓度大于0.7mg/m L时,抗污染效果反而较差,推测原因由于膜表面抗菌肽含量较高时膜表面带正电,易吸Vorinostat附带负电性的污染物质,不利于膜的抗污染性能。稳定性测试结果表明,经过细菌污染和化学清洗后,抗菌肽接枝改性膜仍然保持稳定的抗菌性能,其结构和功能层也未发生变化,说明污染和清洗过程不会对膜的结构和功能层造成破坏,表明抗菌肽改性膜可以维持长时间稳定运行。