CN112892236A - 一种水处理用高强度聚乙烯复合膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水处理用高强度聚乙烯复合膜及其制备方法。所述聚乙烯复合膜包括微孔聚乙烯膜、聚乙烯醇/细菌纤维素和L‑半胱氨酸。有益效果：(1)使用聚乙烯醇/细菌纤维素修饰微孔聚乙烯膜，改善聚乙烯复合膜的耐热性、耐水性和机械强度；(2)采用微波反应法制备聚乙烯醇/细菌纤维素，降低反应时间，并使其具有更均匀、更细致的交联结构；(3)利用小分子丙烯酰氯修饰聚乙烯醇/细菌纤维素，降低聚乙烯复合膜表面粗糙度，增加膜的光滑度，从而降低污染物的附着；(4)利用硫醇反应将L‑半胱氨酸接枝在聚乙烯复合膜上，有效抑制了活泼氨基和羧基的反应，从而增加膜的防污性。

Description

一种水处理用高强度聚乙烯复合膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体为一种水处理用高强度聚乙烯复合膜及其制备方法。
背景技术
新世纪以来，社会城市化进程加剧，使得人类活动引起的水污染问题愈发严重。工业、农业和家庭不经处理的废水排放，污染了地表水和地下水，限制了人类直接获取淡水资源，而膜分离技术是被认为解决该问题的最有效的技术之一。其中，超滤膜是一种机械强度高、化学稳定好、用于水处理的膜。但是，一般处理的水体中含有蛋白质污染，极易造成污染物的附着，导致膜功能下降降低水处理效率和水处理质量，膜的使用寿命短。
目前，水处理膜大部分是由涤纶无纺布、聚飒、聚酰胺复合而成，成本较高，工艺复杂。急需工艺简单、成本较低的替代性产品。而微孔聚乙烯膜由于具有可调节的孔、优异的机械性、化学稳定性被广泛用于电池隔膜总，是一种潜在的水处理膜的主体，但其极少用于水处理，因为其具有疏水性，长期运作在水环境中，易造成力学能力下降，从而使得耐久性低，使用寿命短；且长期使用时污染物的残留极易堵塞孔道；因此，需要一系列的处理方式改善，增加亲水性、耐水性、防污性，从而使其可以用于水处理。
综上所述，制备一种水处理用高强度聚乙烯复合膜具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水处理用高强度聚乙烯复合膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种水处理用高强度聚乙烯复合膜，所述聚乙烯复合膜包括微孔聚乙烯膜、聚乙烯醇/细菌纤维素和L-半胱氨酸。
较为优化地，所述聚乙烯醇/细菌纤维素是以酒石酸为交联剂，采用微波反应法制备的。
较为优化地，所述聚乙烯复合膜的厚度为150～300μm。
较为优化地，一种水处理用高强度聚乙烯复合膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：溶剂的准备：将PVA溶液和细菌纤维素溶液，得到溶液A，备用；将硫酸溶液和酒石酸溶液混合，得到溶液B，备用；将三乙胺溶液、对苯二酚溶液和十二烷基硫酸钠水溶液混合，得到溶液C，备用；将丙烯酰氯溶于甲苯，得到溶液D，备用；将L-半胱氨酸和过硫酸钾溶于缓冲溶液中，得到溶液E，备用；
步骤2：聚乙烯复合膜的制备：将微孔聚乙烯膜在乙醇溶液中浸润，转移至错流膜过滤机，使用溶液A循环过滤8～12分钟；取出转移至溶液B中，酸性催化剂调节溶液pH＝3，置于微波反应器中，设置功率为500W反应2分钟，过滤洗涤干燥，得到复合膜A；将其转移至溶液C中，滴加溶液D，滴加结束后设置温度为50℃反应；取出转移至溶液E中，在振动下设置温度为60℃反应，洗涤过滤，得到聚乙烯复合膜。
较为优化地，步骤1具体过程为：将PVA溶液和细菌纤维素溶液按体积比为2:1混合，设置90～95℃搅拌1～1.5小时，得到溶液A，备用；将硫酸溶液和酒石酸溶液等体积混合，设置温度为25～30℃搅拌40～45分钟，得到溶液B，备用；将三乙胺溶液、对苯二酚溶液和十二烷基硫酸钠溶液等体积混合，得到溶液C，备用；将丙烯酰氯溶于甲苯，得到溶液D，备用；将质量比为(12～13):1的L-半胱氨酸和过硫酸钾溶于缓冲溶液中，得到溶液E，备用；
较为优化地，所述PVA溶液的浓度为0.5～1wt％；所述细菌纤维素溶液的浓度为0.4～0.6wt％；所述硫酸溶液的浓度为5～8wt％；所述酒石酸溶液为0.25～0.3wt％；所述三乙胺的浓度为1～3wt％；所述对苯二酚溶液的浓度为2～4wt％；所述十二烷基硫酸钠溶液的浓度为0.1～0.2wt％。
较为优化地，所述溶液D的浓度为1～2wt％；所述溶液E的浓度为20～25wt％。
较为优化地，步骤2具体过程为：将微孔聚乙烯膜在乙醇溶液中浸润10～15分钟，转移至错流膜过滤机，设置温度为20～25℃，压力为5bar，使用溶液A循环过滤8～12分钟；取出转移至溶液B中，加入酸性催化剂调节溶液pH＝3，置于微波反应器中，设置功率为500W反应2分钟，循环反应1～3次，过滤洗涤干燥，得到复合膜A；将其转移至溶液C中，在振动下设置温度为0～5℃，滴加溶液D，滴加结束后设置温度为50℃反应2～3小时；取出转移至溶液E中，在振动下设置温度为60℃，反应1～1.5小时，洗涤过滤，得到聚乙烯复合膜。
本技术方案中，以微孔聚乙烯膜为主体，先使用亲水性的聚乙烯醇和细菌纤维素对膜进行修饰，增加亲水性，再使其两者交联，在微孔聚乙烯膜上形成高强度、致密的膜层，然后利用L-半胱氨酸上的硫醇键，产生硫醇-烯的点击反应，将具有氨基和羧基的L-半胱氨酸接枝在微孔聚乙烯膜的孔道中，增加膜的防污染性。所制备的聚乙烯复合膜具有良好的耐久性和重复利用率。
微孔聚乙烯膜由于具有可调节的孔、优异的机械性、化学稳定性被广泛用于电池隔膜总，是一种良好的水处理膜的主体，但其极少用于水处理，原因是：(1)其为疏水性；(2)长期运作在水环境中，易造成力学能力下降，从而使得耐久性低，使用寿命短；(3)长期使用，污染残留物堵塞孔道，从而使得水处理效率降低，水处理质量下降。因此，需要一系列的系列处理，增加亲水性、耐水性、防污性，从而使其用于水处理具有耐久性。
具体处理过程如下：(1)将微孔聚乙烯膜在乙醇溶液中浸润，降低膜的表面张力，方便最佳浓度的PVA(聚乙烯醇)溶液和细菌纤维素溶液在膜上扩散，较低浓度的溶液在错流膜过滤机下，通过循环过滤过程均匀分散在微孔聚乙烯膜表面，抑制微孔聚乙烯膜孔道的堵塞问题的产生，保证孔隙结构。(2)将其置于微波反应器中，在交联剂酒石酸的交联下，形成聚乙烯醇/细菌纤维素交联网络，PVA和细菌纤维素上都含有大量的相似的羟基，可以产生氢键键合，两者形成的共价键使得复合膜具有良好的耐热性、耐水性和较好的机械强度；且过程中采用微波反应交联，较平常的热交联，反应时间短，交联度更高，且反应均匀，使得交联形成的分布均匀、大小相似的孔道。另外，交联使得复合膜强度增加、膜层厚度增加，也使得复合膜表面更为粗糙，而粗糙度会让污垢残留附着，降低防污性，因此需要加入小分子的丙烯酰氯降低表面粗糙。同时，交联聚乙烯醇/细菌纤维素，在水处理过程中，但是孔道内部的PVA在水处理过程中，高分子链上有些基团会游离出网络，带电基团相互排斥，使得高分子链扩充，扩大交联网络，有效的阻挡污垢，但是过多的膨胀会使得孔径降低，渗透下降，通量降低，故而在交联网络中加入了细菌纤维素，其存在有效的降低了聚乙烯醇/细菌纤维素的膨胀度，保证了一定的通量。同时，细菌纤维素具有更高的结晶度和精细的网络，有效的增强了拉伸强度等力学性能。(3)先将膜浸渍在最佳浓度的三乙胺和对苯二酚溶液中，三乙胺为催化剂，对苯二酚为阻聚剂，然后滴加丙烯酰氯，让酰氯基与聚乙烯醇/细菌纤维素上羟基进行反应，以此将不饱和键接枝在复合膜的同时降低复合膜表面的粗糙度增加防污性。(4)L-半胱氨酸是一种含有氨基、羧基、硫醇基的物质，由于前面交联、接枝等反应，使得羟基丰度降低，使得亲水性降低，所以L-半胱氨酸的氨基可以增加亲水性，而羧基与水体中蛋白质污染物可以产生静电相斥作用，增加防污性；同时，氨基带正电荷、羧基带负电荷，两者在复合膜中形成水合层，有效抑制污染物的粘附。而通过硫醇-烯的点击反应，将L-半胱氨酸接枝在复合膜的孔道和表面，以此反应，让L-半胱氨酸上活泼的氨基和羧基不会因接枝反应而损失。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：(1)使用聚乙烯醇/细菌纤维素修饰微孔聚乙烯膜，改善聚乙烯复合膜的耐热性、耐水性和机械强度；(2)采用微波反应法制备聚乙烯醇/细菌纤维素，降低反应时间，并使其具有更均匀、更细致的交联结构；(3)利用小分子丙烯酰氯修饰聚乙烯醇/细菌纤维素，降低聚乙烯复合膜表面粗糙，增加膜的光滑度，从而降低污染物的附着。(4)利用硫醇反应将L-半胱氨酸接枝在聚乙烯复合膜上，有效抑制活泼氨基和羧基的反应，从而增加复合膜的防污性。(5)利用聚乙烯醇的溶胀，增加膜的防污性，与L-半胱氨酸达到协同效应。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
步骤1：溶剂的准备：将浓度为0.8wt％的PVA溶液和浓度为0.5wt％的细菌纤维素溶液按体积比为2:1混合，设置92℃搅拌1.25小时，得到溶液A，备用；将浓度为6wt％的硫酸溶液和0.28wt％的酒石酸溶液等体积混合，设置温度为28℃搅拌42分钟，得到溶液B，备用；将浓度为2wt％的三乙胺溶液、浓度为3wt％的对苯二酚溶液和浓度为0.15wt％的十二烷基硫酸钠溶液等体积混合，得到溶液C，备用；将丙烯酰氯溶于甲苯，得到浓度为1.5wt％的溶液D，备用；将质量比为12.5:1的L-半胱氨酸和过硫酸钾溶于缓冲溶液中，得到浓度为22wt％的溶液E，备用；
步骤2：聚乙烯复合膜的制备：将微孔聚乙烯膜在乙醇溶液中浸润13分钟，转移至错流膜过滤机，设置温度为23℃，压力为5bar，使用溶液A循环过滤10分钟；取出转移至溶液B中，加入酸性催化剂调节溶液pH＝3，置于微波反应器中，设置功率为500W反应2分钟，循环反应2次，过滤洗涤干燥，得到复合膜A；将其转移至溶液C中，在振动下设置温度为3℃，滴加溶液D，滴加结束后设置温度为50℃反应2.5小时；取出转移至溶液E中，在振动下设置温度为60℃，反应1.25小时，洗涤过滤，得到聚乙烯复合膜。
实施例2：
步骤1：溶剂的准备：将浓度为0.5wt％的PVA溶液和浓度为0.4wt％的细菌纤维素溶液按体积比为2:1混合，设置90℃搅拌1小时，得到溶液A，备用；将浓度为5wt％的硫酸溶液和0.25wt％的酒石酸溶液等体积混合，设置温度为25℃搅拌40分钟，得到溶液B，备用；将浓度为1wt％的三乙胺溶液、浓度为2wt％的对苯二酚溶液和浓度为0.1wt％的十二烷基硫酸钠溶液等体积混合，得到溶液C，备用；将丙烯酰氯溶于甲苯，得到浓度为1wt％的溶液D，备用；将质量比为12:1的L-半胱氨酸和过硫酸钾溶于缓冲溶液中，得到浓度为20wt％的溶液E，备用；
步骤2：聚乙烯复合膜的制备：将微孔聚乙烯膜在乙醇溶液中浸润10分钟，转移至错流膜过滤机，设置温度为20℃，压力为5bar，使用溶液A循环过滤8分钟；取出转移至溶液B中，加入酸性催化剂调节溶液pH＝3，置于微波反应器中，设置功率为500W反应2分钟，循环反应1次，过滤洗涤干燥，得到复合膜A；将其转移至溶液C中，在振动下设置温度为0℃，滴加溶液D，滴加结束后设置温度为50℃反应2小时；取出转移至溶液E中，在振动下设置温度为60℃，反应1小时，洗涤过滤，得到聚乙烯复合膜。
实施例3：
步骤1：溶剂的准备：将浓度为1wt％的PVA溶液和浓度为0.6wt％的细菌纤维素溶液按体积比为2:1混合，设置95℃搅拌1.5小时，得到溶液A，备用；将浓度为8wt％的硫酸溶液和0.3wt％的酒石酸溶液等体积混合，设置温度为30℃搅拌45分钟，得到溶液B，备用；将浓度为3wt％的三乙胺溶液、浓度为4wt％的对苯二酚溶液和浓度为0.2wt％的十二烷基硫酸钠溶液等体积混合，得到溶液C，备用；将丙烯酰氯溶于甲苯，得到浓度为2wt％的溶液D，备用；将质量比为13:1的L-半胱氨酸和过硫酸钾溶于缓冲溶液中，得到浓度为25wt％的溶液E，备用；
步骤2：聚乙烯复合膜的制备：将微孔聚乙烯膜在乙醇溶液中浸润15分钟，转移至错流膜过滤机，设置温度为25℃，压力为5bar，使用溶液A循环过滤12分钟；取出转移至溶液B中，加入酸性催化剂调节溶液pH＝3，置于微波反应器中，设置功率为500W反应2分钟，循环反应3次，过滤洗涤干燥，得到复合膜A；将其转移至溶液C中，在振动下设置温度为5℃，滴加溶液D，滴加结束后设置温度为50℃反应3小时；取出转移至溶液E中，在振动下设置温度为60℃，反应1.5小时，洗涤过滤，得到聚乙烯复合膜。
实施例4：将PVA溶液的浓度换成10wt％，细菌纤维素溶液的浓度换成6wt％；其余与实施例1相同；
实施例5：不加入细菌纤维素；其余与实施例1相同；
实施例6：不加入丙烯酰氯；其余与实施例1相同；
实施例7：使用丝氨酸甲基丙烯酸酯替换L-半胱氨酸，设置温度为60℃，反应18小时，接枝在聚乙烯复合膜上；其余与实施例1相同；
实验：取实施例1～7制备的一种水处理用该强度聚乙烯复合膜进行各项表征：(1)以纯水进行水通量表征，得到水通量A；采用500ppm的BSA(牛血清蛋白质)水溶液进行防污染测试，得到BSA截留率，将过滤过蛋白质水溶液的聚乙烯复合膜清洗干净，再以纯水表征得到水通量B；(2)按照GB/T1040.3-2006标准方法，采用万能力学测试仪，表征聚乙烯复合膜的拉伸强度；(3)按照GB/T30447-2013标准方法，采用接触角测试仪，表征聚乙烯复合膜的接触角；(4)采用扫描电子显微镜表征聚乙烯复合膜表面的表面粗糙度；所有数据如下表所示：
实施例 水通量A 水通量B BSA截留率 拉伸强度 接触角 表面粗糙度
实施例1 598.7L/h·m<sup>2</sup> 586.7L/h·m<sup>2</sup> 89％ 167MPa 66° 20.53nm
实施例2 589.2L/h·m<sup>2</sup> 577.4L/h·m<sup>2</sup> 85％ 165MPa 68° 21.02nm
实施例3 592.5L/h·m<sup>2</sup> 581.6L/h·m<sup>2</sup> 87％ 160MPa 67° 20.89nm
实施例4 498.2L/h·m<sup>2</sup> 489.7L/h·m<sup>2</sup> 83％ 172MPa 61° 25.23nm
实施例5 513.1L/h·m<sup>2</sup> 497.4L/h·m<sup>2</sup> 86％ 145MPa 60° 24.99nm
实施例6 580.3L/h·m<sup>2</sup> 562.8L/h·m<sup>2</sup> 62％ 156MPa 70° 25.84nm
实施例7 536.4L/h·m<sup>2</sup> 509.58L/h·m<sup>2</sup> 79％ 166MPa 69° 21.56nm
结论：从实施例1～3的数据中，表明：所制备的聚乙烯复合膜具有良好的亲水性，优异的拉伸强度，可达167MPa；表面粗糙度为20nm左右，就有较好的光滑度。BSA的截留率高达89％，具有优异的抗污染性，且水通量均在585L/h·m2以上，清洗后的通量恢复率达到98％，具有循环使用性。
将实施例4的数据与实施例1的数据对比，可以发现：将PVA溶液和细菌纤维素溶液浓度的提升，通量下降，拉伸强度上升、接触角下降、粗糙度上升，BSA截留率，原因是：过高的浓度，增加了交联度，部分堵塞了聚乙烯复合膜的孔道，使得通量下降，但是负载量的增多，使得机械性能上升；且表面粗糙度上升使得亲水性增加；而BSA截留率也略有下降，因为PVA高分子链的溶胀性虽然增加了防污性，但粗糙度的增加使得污染物更易堆积。
将实施例5的数据与实施例1的数据对比，可以看出：拉伸强度的下降，通量的降低，原因是：PVA和细菌纤维素上都含有大量的相似的羟基，可以产生氢键键合，两者形成的共价键使得复合膜具有良好的耐热性、耐水性和较好的机械强度；且过程中使用的是微波交联，较平常的热交联，反应时间短，交联度更高，且反应均匀，使得交联形成的孔道分布均匀，大小相似。而通量的降低是因为PVA的溶胀性，使得孔道更小。
将实施例6的数据与实施例1的数据对比，可以看出：表面粗糙度增加，BSA截留率下降，原因是：利用小分子丙烯酰氯修饰聚乙烯醇/细菌纤维素，可以有效降低聚乙烯复合膜表面粗糙，增加膜的光滑度，从而降低污染物的附着，增加防污性，此外其链上的不饱和键可以和L-半胱氨酸反应，增加L-半胱氨酸的接枝量，从而增加防污性。
将实施例7的数据与实施例1的数据对比，可以看出：截留率下降，通量下降，不以硫醇-烯点击反应接枝具有两性离子的聚合物，会降低两性离子的丰度，从而降低截留率。且热交联方式接枝，会产生其他产物，从而与聚乙烯复合膜上物质交联，降低孔径，降低通量。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。

Claims (8)

1.一种水处理用高强度聚乙烯复合膜，其特征在于：所述聚乙烯复合膜包括微孔聚乙烯膜、聚乙烯醇/细菌纤维素和L-半胱氨酸。
2.根据权利要求1所述的一种水处理用高强度聚乙烯复合膜，其特征在于：所述聚乙烯醇/细菌纤维素是以酒石酸为交联剂，采用微波反应法制备的。
3.根据权利要求1所述的一种水处理用高强度聚乙烯复合膜的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯复合膜的厚度为150～300μm。
4.一种水处理用高强度聚乙烯复合膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：溶剂的准备：将PVA溶液和细菌纤维素溶液混合，得到溶液A，备用；将硫酸溶液和酒石酸溶液混合，得到溶液B，备用；将三乙胺溶液、对苯二酚溶液和十二烷基硫酸钠水溶液混合，得到溶液C，备用；将丙烯酰氯溶于甲苯，得到溶液D，备用；将L-半胱氨酸和过硫酸钾溶于缓冲溶液，得到溶液E，备用；
步骤2：聚乙烯复合膜的制备：将微孔聚乙烯膜在乙醇溶液中浸润，转移至错流膜过滤机中，使用溶液A循环过滤8～12分钟；取出转移至溶液B中，酸性催化剂调节溶液pH＝3，置于微波反应器中，设置功率为500W反应2分钟，过滤洗涤干燥，得到复合膜A；将其转移至溶液C中，滴加溶液D，滴加结束后设置温度为50℃反应；取出转移至溶液E中，在振动下设置温度为60℃反应，洗涤过滤，得到聚乙烯复合膜。
5.根据权利要求4所述的一种水处理用高强度聚乙烯复合膜的制备方法，其特征在于：步骤1具体过程为：将PVA溶液和细菌纤维素溶液按体积比为2:1混合，设置90～95℃搅拌1～1.5小时，得到溶液A，备用；将硫酸溶液和酒石酸溶液等体积混合，设置温度为25～30℃搅拌40～45分钟，得到溶液B，备用；将三乙胺溶液、对苯二酚溶液和十二烷基硫酸钠溶液等体积混合，得到溶液C，备用；将丙烯酰氯溶于甲苯，得到溶液D，备用；将质量比为(12～13):1的L-半胱氨酸和过硫酸钾溶于缓冲溶液，得到溶液E，备用。
6.根据权利要求5所述的一种水处理用高强度聚乙烯复合膜的制备方法，其特征在于：所述PVA溶液的浓度为0.5～1wt％；所述细菌纤维素溶液的浓度为0.4～0.6wt％；所述硫酸溶液的浓度为5～8wt％；所述酒石酸溶液为0.25～0.3wt％；所述三乙胺的浓度为1～3wt％；所述对苯二酚溶液的浓度为2～4wt％；所述十二烷基硫酸钠溶液的浓度为0.1～0.2wt％。
7.根据权利要求5所述的一种水处理用高强度聚乙烯复合膜的制备方法，其特征在于：所述溶液D的浓度为1～2wt％；所述溶液E的浓度为20～25wt％。
8.根据权利要求4所述的一种水处理用高强度聚乙烯复合膜的制备方法，其特征在于：步骤2具体过程为：将微孔聚乙烯膜在乙醇溶液中浸润10～15分钟，转移至错流膜过滤机中，设置温度为20～25℃，压力为5bar，使用溶液A循环过滤8～12分钟；取出转移至溶液B中，加入酸性催化剂调节溶液pH＝3，置于微波反应器中，设置功率为500W反应2分钟，循环反应1～3次，过滤洗涤干燥，得到复合膜A；将其转移至溶液C中，在振动下设置温度为0～5℃，滴加溶液D，滴加结束后设置温度为50℃反应2～3小时；取出转移至溶液E中，在振动下设置温度为60℃，反应1～1.5小时，洗涤过滤，得到聚乙烯复合膜。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101820982A (zh) * 2007-07-25 2010-09-01 理德尔技术公司 亲水膜
CN104548959A (zh) * 2013-10-11 2015-04-29 中国石油化工股份有限公司 一种聚丙烯中空纤维膜组件抗污染改性的方法
CN107362699A (zh) * 2017-07-17 2017-11-21 广州市兴胜杰科技有限公司 一种亲水性聚四氟乙烯薄膜及其制备方法与应用
CN108043252A (zh) * 2017-12-01 2018-05-18 贵阳时代沃顿科技有限公司 一种高性能反渗透复合膜及其制备方法
CN110479119A (zh) * 2019-07-29 2019-11-22 武汉纺织大学 一种聚酰胺复合反渗透膜的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101820982A (zh) * 2007-07-25 2010-09-01 理德尔技术公司 亲水膜
CN104548959A (zh) * 2013-10-11 2015-04-29 中国石油化工股份有限公司 一种聚丙烯中空纤维膜组件抗污染改性的方法
CN107362699A (zh) * 2017-07-17 2017-11-21 广州市兴胜杰科技有限公司 一种亲水性聚四氟乙烯薄膜及其制备方法与应用
CN108043252A (zh) * 2017-12-01 2018-05-18 贵阳时代沃顿科技有限公司 一种高性能反渗透复合膜及其制备方法
CN110479119A (zh) * 2019-07-29 2019-11-22 武汉纺织大学 一种聚酰胺复合反渗透膜的制备方法

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