CN111804151B - 一种用于生活污水处理的mbr平板滤膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于生活污水处理的MBR平板滤膜的制备方法,该方法包括如下步骤:纳米颗粒的改性、聚乙烯铸膜液的制备、聚乙烯平板膜的制备、氨基酸改性、MBR平板滤膜的制备。通过采利用聚乙烯本身通气性高,有较高的结晶度,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀等优点,提高了膜的化学稳定性;采用改性纳米颗粒作为主物料,将使得制成的膜具备抗菌和亲水性能的优点;在纳米颗粒表面接枝亲水性物质氨基酸溶液,一方面可以降低纳米颗粒团聚的现象,另一方面可以进一步提高膜的亲水性,增加膜的出水通量;膜内部及表面形成亲水性的共同作用,使得膜的抗污染能力更为优异;本发明的工艺操作简单易行,工艺参数稳定,对工艺环境的要求低,成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及膜技术领域,具体涉及一种用于生活污水处理的MBR平板滤膜及其制备方法。
背景技术
MBR是膜生物反应器的简称,它是一种膜技术和污水生物处理技术有机结合产生的废水处理新工艺,MBR可以用于处理工业废水和生活污水,它具有占地面积小,出水水质稳定,剩余污泥产量小等优点。但是膜污染的问题却在一定程度上限制了膜生物反应器的应用推广,一方面膜污染的出现会导致通量的下降,使得污水处理效率降低,另一方面,为了减小膜污染对污水处理的影响,需要频繁对MBR膜进行清洗,对膜表面造成损伤,降低膜的使用寿命,清洗剂的使用也会增加运行的成本。
膜组件是MBR技术的核心部件,目前MBR膜组件以中空纤维和平板式两种为主,其中平板式膜组件具有制造组装简单,操作方便,易于清洗和更换等优点,制作平板式膜组件的材料有聚砜、聚偏氟乙烯、聚乙烯等,其中聚乙烯具有无臭无毒,通气性高,有较高的结晶度,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀等优点,但聚乙烯膜具有疏水性,疏水性膜出水通量很小,而且膜表面易发生膜污染。
发明内容
有鉴于此,本发明期望提供一种亲水性好,通量高、抗菌和耐污染的用于生活污水处理的MBR改性膜及其制备方法。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
本发明的一个目的是提供了一种用于生活污水处理的MBR平板滤膜的制备方法,该方法包括如下步骤:
(1)纳米颗粒的改性
先将纳米颗粒加入分散剂溶液中进行超声或搅拌混合,然后加入硅烷偶联剂,加热搅拌,加热过程中伴有冷却水回流,将反应后的溶液抽滤并用清洗剂清洗,在真空干燥箱中烘干得到改性纳米颗粒粉末;
(2)聚乙烯铸膜液的制备
将聚乙烯加入到稀释剂中进行超声或搅拌混合,然后加入步骤(1)制备的改性纳米颗粒粉末和成孔剂,加热条件下继续进行超声或搅拌,得到聚乙烯铸膜液;
(3)聚乙烯平板膜的制备
将步骤(2)制备的铸膜液放在常温下静置脱泡,然后将铸膜液延流到干净的玻璃板上,延流过程中使用刮膜机对玻璃板上的铸膜液进行刮膜,刮膜后,再将其浸泡于萃取剂中,后用清洗剂清洗后放入真空干燥箱内烘干,得到聚乙烯平板膜;
(4)氨基酸改性
将步骤(3)制备的聚乙烯平板膜先置于润湿剂中润湿,然后用清洗剂清洗,再浸泡于的氨基酸溶液中进行反应,最后放入烘箱中热处理制得氨基酸改性微孔膜;
(5)MBR平板滤膜元件的制备
将步骤(4)制得的氨基酸改性微孔膜用清洗剂清洗,常温下晾干后用AB胶粘连到ABS的支撑板上,得到MBR平板滤膜元件。
进一步地,所述步骤(1)中纳米颗粒的质量百分比为0.1%~2%,硅烷偶联剂的质量百分比为1%~5%,其余为分散剂。
进一步地,所述步骤(2)中聚乙烯的质量百分比为15%~35%,改性纳米颗粒粉末的质量百分比为3%~8%,成孔剂0.5%~2%,其余为稀释剂。
进一步地,所述步骤(1)中的分散剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N-N二甲基乙酰胺(DMAc)和二甲基甲酰胺(DMF)中的一种。
进一步地,所述步骤(1)中的硅烷偶联剂为KH-540、KH550、KH560、KH570和KH602中的一种。
进一步地,所述步骤(2)中的稀释剂为白油、石蜡油和邻苯二甲酸二甲酯(DMP)中的一种。
进一步地,所述步骤(2)中的成孔剂为聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡络烷酮(PVP)、氯化锂和氯化钙中的一种。
进一步地,所述步骤(2)中聚乙烯的分子量在100~500万之间。
进一步地,所述步骤(4)中的氨基酸为甘氨酸、丝氨酸、赖氨酸和天冬氨酸中的一种。
进一步地,所述步骤(1)中的纳米颗粒为二氧化锰纳米颗粒,所述清洗剂为乙醇、二氯甲烷和丙酮溶液中的一种。
进一步地,所述步骤(4)、(5)中润湿剂、清洗剂为乙醇、N-N二甲基乙酰胺和乙二醇溶液中的一种。
进一步地,所述步骤(1)中反应时加热温度为60~150℃,搅拌时间为3~12h,所述真空干燥箱的设定温度为40~60℃。
进一步地,所述步骤(2)中的所述加热条件为180~230℃,所述搅拌的速度为200~300r/min,所述搅拌的时间为2~5h。
进一步地,所述步骤(3)中静置脱泡时间为6~8h,浸泡萃取剂时间为2~6h,所述聚乙烯平板膜的厚度为20~100μm。
进一步地,所述步骤(4)中置于润湿剂中的浸泡时间为2~4h,浸泡于氨基酸溶液中的时间为6~12h,所述氨基酸溶液的浓度为0.02~0.2mol/L,所述烘箱的温度设定为50~70℃,热处理时间为2~4h。
进一步地,所述步骤(3)、(4)、(5)中的清洗剂为去离子水。
进一步地,所述步骤(3)中的萃取剂为二氯甲烷、环己烷、正己烷和无水乙醇中的一种。
本发明的另一个目的是提供一种用于生活污水处理的MBR平板滤膜,包括氨基酸改性微孔膜、AB胶、ABS支撑板;所述氨基酸改性微孔膜通过AB胶粘贴在所述ABS支撑板上;所述ABS支撑板上固定设置有导流槽。
进一步地,所述MBR平板滤膜呈现出三维互穿网络结构。
进一步地,所述氨基酸改性微孔膜由改性纳米颗粒与氨基酸接枝制成。
更进一步地,所述氨基酸改性微孔膜的组件铸膜液由聚乙烯、稀释剂、改性纳米颗粒和成孔剂制成。
本发明有益效果如下:
1)本发明提供一种用于生活污水处理的MBR平板滤膜的制备方法,采用聚乙烯作为主物料,利用聚乙烯本身通气性高,有较高的结晶度,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀等优点,提高了膜的化学稳定性;
2)本发明采用改性纳米颗粒作为主物料,将使得制成的膜具备抗菌和亲水性能的优点;
3)本发明在纳米颗粒表面接枝亲水性物质氨基酸溶液,一方面可以降低纳米颗粒团聚的现象,另一方面可以进一步提高膜的亲水性,增加膜的出水通量;
4)本发明制备的平板膜在膜内部及表明形成亲水性的共同作用,使得膜的抗污染能力更为优异;
5)本发明的工艺操作简单易行,所用设备均为本领域常规仪器,工艺参数稳定,对工艺环境的要求较低,成本低廉。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的纳米颗粒改性反应过程示意图;
图2为本发明一种实施方式的氨基酸改性反应过程示意图;
图3为本发明一种实施方式制备出来的用于生活污水处理的MBR平板滤膜的扫描电镜图,呈现出三维互穿网络结构;
图4为本发明一种实施方式制备的MBR平板膜元件示意图;
元件标号说明
1 ABS支撑板
2 导流槽
3 氨基酸改性微孔膜
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式结合附图进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
如图1及2所示,本发明具体实施方式提供一种用于生活污水处理的MBR平板滤膜的制备方法,该方法包括如下步骤:
(1)纳米颗粒的改性
先将纳米颗粒加入分散剂溶液中进行超声或搅拌混合,然后加入硅烷偶联剂,加热搅拌,加热过程中伴有冷却水回流,将反应后的溶液抽滤并用清洗剂清洗,在真空干燥箱中烘干得到改性纳米颗粒粉末;
(2)聚乙烯铸膜液的制备
将聚乙烯加入到稀释剂中进行超声或搅拌混合,然后加入步骤(1)制备的改性纳米颗粒粉末和成孔剂,加热条件下继续进行超声或搅拌,得到聚乙烯铸膜液;
(3)聚乙烯平板膜的制备
将步骤(2)制备的铸膜液放在常温下静置脱泡,然后将铸膜液延流到干净的玻璃板上,延流过程中使用刮膜机对玻璃板上的铸膜液进行刮膜,刮膜后,再将其浸泡于萃取剂中,后用清洗剂清洗后放入真空干燥箱内烘干,得到聚乙烯平板膜;
(4)氨基酸改性
将步骤(3)制备的聚乙烯平板膜先置于润湿剂中润湿,然后用清洗剂清洗,再浸泡于的氨基酸溶液中进行反应,最后放入烘箱中热处理制得氨基酸改性微孔膜3;
(5)MBR平板滤膜元件的制备
将步骤(4)制得的氨基酸改性微孔膜3用清洗剂清洗,常温下晾干后用AB胶粘连到ABS的支撑板1上,得到MBR平板滤膜元件。
优选的,所述步骤(1)中纳米颗粒的质量百分比为0.1%~2%,硅烷偶联剂的质量百分比为1%~5%,其余为分散剂。
优选的,所述步骤(2)中聚乙烯的质量百分比为15%~35%,改性纳米颗粒粉末的质量百分比为3%~8%,成孔剂0.5%~2%,其余为稀释剂。
优选的,所述步骤(1)中的分散剂为N-甲基吡咯烷酮、N-N二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺中的一种。
优选的,所述步骤(1)中的硅烷偶联剂为KH-540、KH550、KH560、KH570和KH602中的一种。
优选的,所述步骤(2)中的稀释剂为白油、石蜡油和邻苯二甲酸二甲酯中的一种。
优选的,所述步骤(2)中的成孔剂为聚乙二醇、聚乙烯吡络烷酮、氯化锂和氯化钙中的一种。
优选的,所述步骤(2)中聚乙烯的分子量在100~500万之间。
优选的,所述步骤(4)中的氨基酸为甘氨酸、丝氨酸、赖氨酸和天冬氨酸中的一种。
优选的,所述步骤(1)中的纳米颗粒为二氧化锰纳米颗粒,所述清洗剂为乙醇、二氯甲烷和丙酮溶液中的一种。
优选的,所述步骤(4)、(5)中润湿剂为乙醇、N-N二甲基乙酰胺和乙二醇溶液中的一种。
优选的,所述步骤(1)中反应时加热温度为60~150℃,搅拌时间为3~12h,所述真空干燥箱的设定温度为40~60℃。
优选的,所述步骤(2)中的所述加热条件为180~230℃,所述搅拌的速度为200~300r/min,所述搅拌的时间为2~5h。
优选的,所述步骤(3)中静置脱泡时间为6~8h,浸泡萃取剂时间为2~6h,所述聚乙烯平板膜的厚度为20~100μm。
优选的,所述步骤(4)中置于润湿剂中的浸泡时间为2~4h,浸泡于氨基酸溶液中的时间为6~12h,所述氨基酸溶液的浓度为0.02~0.2mol/L,所述烘箱的温度设定为50~70℃,热处理时间为2~4h。
优选的,所述步骤(3)、(4)、(5)中的清洗剂为去离子水。
优选的,所述步骤(3)中的萃取剂为二氯甲烷、环己烷、正己烷和无水乙醇中的一种。
如图4所示,本发明具体实施方式还提供一种用于生活污水处理的MBR平板滤膜,包括氨基酸改性微孔膜3、AB胶(图中未示出)、ABS支撑板1;所述氨基酸改性微孔膜3通过AB胶粘贴在所述ABS支撑板1上;所述ABS支撑板1上固定设置有导流槽2。
优选的,所述MBR平板滤膜呈现出三维互穿网络结构(如图3)。
优选的,所述氨基酸改性微孔膜3由改性纳米颗粒与氨基酸接枝制成。
具体地,所述氨基酸改性微孔膜3的组件铸膜液由聚乙烯、稀释剂、改性纳米颗粒和成孔剂制成。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
在以下实施例和对比例中,性能参数按照如下方法测定:
膜性能测试均按照GB/T32360-2015、GB/T30693-2014和QB/T2591-2003执行。其中厚度采用德国马尔薄膜测厚仪C1216根据GB/T6672-2001塑料薄膜与薄片厚度的测定方法测定,同一样品测试5次,取平均值作为平均厚度。
实施例1:
先将0.1%二氧化锰纳米颗粒加入NMP的溶液中超声混合,然后加入1%的KH-540,在60℃加热搅拌3h,加热过程中伴有冷却水回流,将反应后的溶液抽滤并用乙醇溶液清洗,在40℃真空干燥箱中烘干得到改性纳米颗粒粉末。
将15%的PE(Mn=100万)加入到白油(81.5%)中超声混合,然后加入3%改性二氧化锰粉末和0.5%的PEG在180℃,转速200r/min下搅拌2h,得到PE铸膜液。
得到的铸膜液放在25℃条件下静置6h脱泡,然后将铸膜液延流到干净的玻璃板上,延流过程中使用刮膜机对玻璃板上的铸膜液进行刮膜,得到厚度为100μm的聚乙烯平板膜,将其浸泡到二氯甲烷溶液中2h,萃取后的基膜用去离子水清洗后放入30℃的真空干燥箱内烘干。
将聚乙烯平板膜先置于乙醇溶液中浸泡2h润湿,然后用清洗剂清洗,再浸泡于的0.02mol/L甘氨酸溶液中,反应6h,然后放入50℃的烘箱中热处理2h制得氨基酸改性微孔膜。制得的改性膜用去离子水洗涤,放在25℃下自然晾干,性能测试见表1。
实施例2:
先将0.5%二氧化锰纳米颗粒加入DMAc的溶液中超声混合,然后加入2%的KH550,80℃加热搅拌5h,加热过程中伴有冷却水回流,将反应后的溶液抽滤并用二氯甲烷溶液清洗,在40℃真空干燥箱中烘干得到改性纳米颗粒粉末。
将20%的PE(Mn=150万)加入到石蜡油(75%)中超声混合,然后加入4%改性二氧化锰粉末和的1%PVP在180℃,转速220r/min下搅拌3h,得到PE铸膜液。
将铸膜液放在室温条件下静置6h脱泡,然后将铸膜液延流到干净的玻璃板上,延流过程中使用刮膜机对玻璃板上的铸膜液进行刮膜,得到厚度为50μm的聚乙烯平板膜,将其放到环己烷溶液中浸泡3h,萃取后的膜用去离子水清洗后放入40℃的真空干燥箱内烘干。
将聚乙烯平板膜先置于DMAc溶液中浸泡2h润湿,然后用清洗剂清洗,再浸泡于的0.05mol/L丝氨酸溶液中,反应7h,然后放入50℃的烘箱中热处理2h制得氨基酸改性微孔膜。制得的改性膜用去离子水洗涤,放在25℃下自然晾干,性能测试见表1。
实施例3:
先将1%二氧化锰纳米颗粒加入的DMF溶液中超声混合,然后加入4%的KH570,120℃加热搅拌10h,加热过程中伴有冷却水回流,将反应后的溶液抽滤并用乙醇溶液清洗,在60℃真空干燥箱中烘干得到改性纳米颗粒粉末。
将30%的PE(Mn=200万)加入到DMP溶液(63.5%)中超声混合,然后加入5%改性二氧化锰粉末和的1.5%氯化锂在210℃,转速240r/min下搅拌4h,得到PE铸膜液。
将铸膜液放在25℃条件下静置6h脱泡,然后将铸膜液延流到干净的玻璃板上,延流过程中使用刮膜机对玻璃板上的铸膜液进行刮膜,得到厚度为20μm的聚乙烯平板膜,将其浸泡到正己烷溶液中4h,萃取后的基膜用去离子水清洗后放入60℃的真空干燥箱内烘干。
将聚乙烯平板膜先置于DMAc溶液中浸泡3h润湿,然后用清洗剂清洗,再浸泡于的0.1mol/L赖氨酸溶液中,反应8h,然后放入60℃的烘箱中热处理3h制得氨基酸改性微孔膜。制得的改性膜用去离子水洗涤,放在25℃下自然晾干,性能测试见表1。
实施例4:
将1.5%二氧化锰纳米颗粒加入的DMF溶液中超声混合,然后加入3%的KH570,100℃加热搅拌8h,加热过程中伴有冷却水回流,将反应后的溶液抽滤并用丙酮溶液清洗,在50℃真空干燥箱中烘干得到改性纳米颗粒粉末。
将25%的PE(Mn=400万)加入到白油溶液(67%)中超声混合,然后加入6%改性二氧化锰粉末和的2%氯化钙在220℃,转速260r/min下搅拌5h,得到PE铸膜液。
将铸膜液放在25℃条件下静置8h脱泡,然后将铸膜液延流到干净的玻璃板上,延流过程中使用刮膜机对玻璃板上的铸膜液进行刮膜,得到厚度为30μm的聚乙烯平板膜,将其浸泡到无水乙醇溶液中4h,萃取后的基膜用去离子水清洗后放入60℃的真空干燥箱内烘干。
将聚乙烯平板膜先置于乙二醇溶液中浸泡4h润湿,然后用清洗剂清洗,再浸泡于的0.15mol/L天冬氨酸溶液中,反应10h,然后放入70℃的烘箱中热处理4h制得氨基酸改性微孔膜。制得的改性膜用去离子水洗涤,放在25℃下自然晾干,性能测试见表1。
实施例5:
将2%二氧化锰纳米颗粒加入的NMP溶液中超声混合,然后加入5%的KH602,150℃加热搅拌12h,加热过程中伴有冷却水回流,将反应后的溶液抽滤并用乙醇溶液清洗,在60℃真空干燥箱中烘干得到改性纳米颗粒粉末。
将35%的PE(Mn=500万)加入到白油溶液(55%)中超声混合,然后加入8%改性二氧化锰粉末和的2%PEG在230℃,转速300r/min下搅拌5h,得到PE铸膜液。
将铸膜液放在25℃条件下静置8h脱泡,然后将铸膜液延流到干净的玻璃板上,延流过程中使用刮膜机对玻璃板上的铸膜液进行刮膜,得到厚度为55μm的聚乙烯平板膜,将其浸泡到无水乙醇溶液中6h,萃取后的基膜用去离子水清洗后放入60℃的真空干燥箱内烘干。
将聚乙烯平板膜先置于乙醇溶液中浸泡4h润湿,然后用清洗剂清洗,再浸泡于的0.2mol/L赖氨酸溶液中,反应12h,然后放入70℃的烘箱中热处理4h制得氨基酸改性微孔膜。制得的改性膜用去离子水洗涤,放在25℃下自然晾干,性能测试见表1。
对比例1
将1%二氧化锰纳米颗粒加入的DMF溶液中超声混合,然后加入4%的KH570,120℃加热搅拌10h,加热过程中伴有冷却水回流,将反应后的溶液抽滤并用乙醇溶液清洗,在60℃真空干燥箱中烘干得到改性纳米颗粒粉末。
将30%的PE(Mn=200万)加入到DMP溶液(68.5%)中超声混合,然后加入5%改性二氧化锰粉末和的1.5%氯化锂在210℃,转速240r/min下搅拌4h,得到PE铸膜液。
将铸膜液放在25℃条件下静置6h脱泡,然后将铸膜液延流到干净的玻璃板上,延流过程中使用刮膜机对玻璃板上的铸膜液进行刮膜,得到厚度为20μm的聚乙烯平板膜,将其浸泡到正己烷溶液中4h,萃取后的膜用去离子水清洗后放入60℃的真空干燥箱内烘干,性能测试见表1。
对比例2
将30%的PE(Mn=200万)加入到DMP溶液(68.5%)中超声混合,然后加入1.5%氯化锂在210℃,转速240r/min下搅拌4h,得到PE铸膜液。
将铸膜液放在25℃条件下静置6h脱泡,然后将铸膜液延流到干净的玻璃板上,延流过程中使用刮膜机对玻璃板上的铸膜液进行刮膜,得到厚度为20μm的聚乙烯平板膜,将其浸泡到正己烷溶液中4h,萃取后的基膜用去离子水清洗后放入60℃的真空干燥箱内烘干。
将聚乙烯平板膜先置于DMAc溶液中浸泡3h润湿,然后用清洗剂清洗,再浸泡于的0.1mol/L赖氨酸溶液中,反应8h,然后放入60℃的烘箱中热处理3h制得氨基酸改性微孔膜。制得的改性膜用去离子水洗涤,放在25℃下自然晾干,性能测试见表1。
表1.实施例和对比例的超滤膜的通量、接触角、耐污染性和抗菌率
注:表中耐污染性以跨膜压差达到32Kpa时所需运行天数计。
由表1可知,在改性二氧化锰纳米颗粒加入和氨基酸溶液浸润的共同作用下可显著提供膜片的通量、耐污染性及抗菌性。
表2 MBR平板膜元件用于污水处理的测试结果
膜元件外框尺寸(mm) | 140×180 |
有效膜面积(m2) | 0.384 |
曝气(气水比) | 30:1 |
出水浊度(NTU) | <1 |
出水COD(mg/L) | 18.2 |
出水BOD(mg/L) | 3.5 |
出水氨氮(mg/L) | 2.3 |
出水悬浮物(mg/L) | 1.6 |
以表1中实施例3为例制作的膜元件用于污水处理的测试结果如表2所示,测试结果表明出水指标均达到城镇污水处理厂污染物排放标准一级A类排放标准。
以上涉及到公知常识的内容不作详细描述,本领域的技术人员能够理解。
以上所述仅为本发明的一些具体实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (12)
1.一种用于生活污水处理的MBR平板滤膜的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
(1)纳米颗粒的改性
先将纳米颗粒加入分散剂中进行混合,然后加入硅烷偶联剂,加热搅拌,将反应后的溶液抽滤、清洗、烘干后得到改性纳米颗粒粉末,其中所述纳米颗粒为二氧化锰纳米颗粒;
(2)聚乙烯铸膜液的制备
往聚乙烯混合液中加入步骤(1)制备的改性纳米颗粒粉末和成孔剂,得到聚乙烯铸膜液;
(3)聚乙烯平板膜的制备
将步骤(2)制备的铸膜液放在常温下静置脱泡,然后将铸膜液延流到玻璃板上,延流过程中使用刮膜机对玻璃板上的铸膜液进行刮膜,刮膜后,再将其浸泡于萃取剂中,后用清洗剂清洗后放入真空干燥箱内烘干,得到聚乙烯平板膜;
(4)氨基酸改性
将步骤(3)制备的聚乙烯平板膜浸泡于氨基酸溶液中进行反应,后热处理制得氨基酸改性微孔膜,其中所述氨基酸为甘氨酸、丝氨酸、赖氨酸和天冬氨酸中的一种;
(5)MBR平板滤膜元件的制备
将步骤(4)制得的氨基酸改性微孔膜粘连到支撑板上,得到MBR平板滤膜元件。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中纳米颗粒的质量百分比为0.1%~2%,硅烷偶联剂的质量百分比为1%~5%,其余为分散剂。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中聚乙烯溶质的质量百分比为15%~35%,改性纳米颗粒粉末的质量百分比为3%~8%,成孔剂0.5%~2%,其余为混合稀释剂。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中的分散剂为N-甲基吡咯烷酮、N-N二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺中的一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中的硅烷偶联剂为KH-540、KH550、KH560、KH570和KH602中的一种。
6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述混合稀释剂为白油、石蜡油和邻苯二甲酸二甲酯中的一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中的成孔剂为聚乙二醇、聚乙烯吡络烷酮、氯化锂和氯化钙中的一种。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中聚乙烯的分子量在100~500万之间。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述清洗时的清洗剂为乙醇、二氯甲烷和丙酮溶液中的一种。
10.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中反应时加热温度为60~150℃,搅拌时间为3~12h,所述烘干温度为40~60℃。
11.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述聚乙烯平板膜的厚度为20~100μm。
12.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:浸泡于氨基酸溶液中的时间为6~12h,所述氨基酸溶液的浓度为0.02~0.2mol/L,所述热处理温度设定为50~70℃,时间为2~4h。
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CN102049204B (zh) * | 2011-01-17 | 2013-03-27 | 郑州大学 | 负载金属离子的埃洛石纳米管/聚醚砜杂化抗菌膜及其制备方法 |
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CN102512985A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-06-27 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种抗菌含氟聚合物中空纤维微孔膜的制备方法 |
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CN103304833A (zh) * | 2013-04-23 | 2013-09-18 | 天津工业大学 | 一种截留接枝制备分子印迹聚合物膜的方法 |
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US20150353385A1 (en) * | 2014-06-09 | 2015-12-10 | King Abdullah University Of Science And Technology | Hydrophobic photothermal membranes, devices including the hydrophobic photothermal membranes, and methods for solar desalination |
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CN109137131B (zh) * | 2018-09-04 | 2021-08-06 | 江苏科来材料科技有限公司 | 溶液喷射法改性抗菌可降解纳米纤维及其在空气过滤中的应用 |
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