CN115627012B - 一种具有气体透过和选择性的包装膜的制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有气体透过和选择性的包装膜的制备方法及其应用，该制备方法以生物质材料作为膜基材，采用天然分层多孔材料硅藻土作为功能结构，使用环氧氯丙烷(ECH)通过一步法将聚乙烯亚胺(PEI)接枝在硅藻土上，接枝PEI的硅藻土具有气体选择性，然后将其与生物质基材均匀共混制备得到的包装膜，该包装膜具有良好的气体透过性和气体选择性。本发明方法取材天然，成本低廉，方法简单，绿色环保。应用时将本发明包装膜用于包装新鲜果蔬，有利于改善包装内的气氛环境，能够在保证果蔬不进行无氧呼吸的前提下维持低强度的有氧呼吸，有效降低果蔬的新陈代谢，能较长时间保持果蔬的新鲜品质。

Description

一种具有气体透过和选择性的包装膜的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种薄膜的制备方法，具体是一种具有气体透过和选择性的包装膜的制备方法及其应用。
背景技术
蔬菜和水果被归类为易腐烂食品。在科学技术高速发展的今天，果蔬保鲜仍是一个难题，最主要的问题在于新鲜果蔬采摘后仍然进行着以呼吸作用为主导的新陈代谢活动。果蔬的呼吸作用包括无氧呼吸和有氧呼吸，无氧呼吸会导致果蔬内的有机物质转化为醇或酯类物质，造成果蔬中毒，加速其腐烂变质；有氧呼吸则持续消耗果蔬内的营养物质，降低果蔬品质。降低包装内的氧气浓度，提升二氧化碳浓度会减缓被包装果蔬的有氧呼吸，但过高的二氧化碳浓度同样会引起果蔬的无氧呼吸。保鲜果蔬最理想的气氛环境能够保证果蔬不进行无氧呼吸的前提下尽可能减弱其有氧呼吸的强度。对于大部分果蔬，O2浓度低于10％，果蔬呼吸强度明显降低；适宜的CO2浓度应控制在1～8％。目前传统的包装膜通常气体透过性能较差，在包装食用前仍保持呼吸作用的有机产品时，包装内环境中的氧气会被果蔬迅速消耗，并产生大量的二氧化碳，引发果蔬的无氧呼吸，导致其腐烂变质，传统的包装膜不适用于果蔬的贮藏。急需开发一种具有气体透过性和选择性的包装膜，通过包装膜的气体透过和选择性使得包装内外环境气体可以进行有限的交换，从而使包装内气氛环境能自发形成维持果蔬低强度有氧呼吸作用所需的低氧气、高二氧化碳浓度状态，以减缓果蔬生理代谢，保护果蔬品质。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有气体透过和选择性的包装膜的制备方法及其应用，通过该方法得到的包装膜具有气体透过和选择性，在果蔬呼吸作用的驱动下，利用包装膜良好的气体透过和选择性，使包装内外环境气体能够进行交换，包装内气氛环境自发形成维持果蔬低强度有氧呼吸所需的低O2、高CO2浓度的气氛环境，从而有效保护果蔬新鲜品质，延长货架寿命。
本发明如下技术方案解决上述技术问题：
本发明具有气体透过和选择性的包装膜的制备方法，包括如下操作步骤：
(1)将硅藻土分散在无水乙醇中，使用200～800目的标准筛过筛，再将分离出的滤液静置，待硅藻土沉降后除去上清液，然后放入50～80℃的烘箱中烘干24～48h，得到预除杂的硅藻土；所述硅藻土与无水乙醇的用量配比为硅藻土10～25g:无水乙醇1L；
(2)将预除杂的硅藻土加入到刻蚀液中，在50～80℃下以200～400rpm 的速度磁力搅拌30～60min，以彻底清洗硅藻土上的有机杂质，然后使用去离子水离心洗涤3～5次后得到去除有机杂质的硅藻土，再将去除有机杂质的硅藻土分散至浓度为3～5M的HCl中，并置于水浴锅中于60～80℃下孵育12～18h，然后用去离子水离心洗涤，以彻底洗去HCl，最后将硅藻土放置在冷冻干燥机中，在温度﹣40～﹣80℃、真空度10～20Pa条件下干燥48～ 72h，得到洁净的硅藻土；所述预除杂的硅藻土、刻蚀液与HCl用量按质量：体积：体积＝5～15g:100～250mL:200～500mL；
(3)将洁净的硅藻土、聚乙烯亚胺(PEI)和去离子水按照质量:质量: 体积＝2g:5g:200mL的比例加入到烧瓶中并于60～90℃下剧烈搅拌使其均匀混合，得到PEI体系，然后使用浓度为0.5～1.5M的NaOH溶液将体系的pH调至9～11，保持搅拌桨转速为300～500rpm向PEI体系中逐滴加入环氧氯丙烷(ECH)以形成淡黄色硅藻土，加入的环氧氯丙烷(ECH)与聚乙烯亚胺(PEI)的比例为：ECH 0.08～0.10g:PEI 1g；然后用去离子水离心洗涤3次，再使用截留分子量8000～10000D的透析袋将淡黄色硅藻土在流动的去离子水中透析24～72h，以彻底去除杂质，最后将淡黄色硅藻土放入冷冻干燥机中，在-40～-80℃温度、真空度10～20Pa条件下的冷冻干燥48～ 72h，得到接枝PEI的硅藻土；
(4)将生物质成膜基材与直径为1～20nm、长径比为50～500：1的纤维素纳米晶及纯度为99％的甘油按质量比50:5:1进行混合并分散在去离子水中，并用磁力搅拌器以200～400rpm速度室温下搅拌4～8h，得到质量浓度为0.5～1.0％的生物基成膜液；
(5)将接枝PEI的硅藻土按质量比1:800～1:1000加入到生物质基成膜液中，以200～500rpm的转速磁力搅拌20～40min，使成膜液分散均匀，并将成膜液在超声分散机中以15～20Hz的频率下分散15～20min，以脱除搅拌过程溶解在成膜液中的空气，再将脱气后的生物质基成膜液浇铸在聚四氟乙烯模具中，置于50～80℃的烘箱中干燥24～48h，得到具有气体透过和选择性的包装膜。
本发明所述步骤(1)中，所述硅藻土包括未处理的硅藻土、焙烧硅藻土、磁选硅藻土和重选硅藻土，所述硅藻土的粒径为10～500nm，孔径分布在 100～100000nm。
本发明所述步骤(1)中，所述刻蚀液为质量浓度≥70％的浓硫酸、质量浓度为30％的过氧化氢与有效氯≥5.0％的次氯酸钠溶液按照体积比7:2:1 配置的混合物。
本发明所述步骤(3)中，所述的聚乙烯亚胺(PEI)包括支化聚乙烯亚胺(PEI)和线性聚乙烯亚胺(PEI)，聚乙烯亚胺(PEI)的分子量为800～ 50000。
本发明所述步骤(4)中，所述生物质成膜基材为直径5～30nm、长径比100～1000:1的纤维素纳米纤丝、商业化木薯淀粉或猪皮明胶。
本发明所述具有气体透过和选择性的包装膜的应用方法是：将制备得到的包装膜直接裹包新鲜的果蔬，或将果蔬放置在塑料托盘上，再使用包装膜进行裹包，或者将包装膜贴在塑料盒盖的开窗上，再用塑料盒盖密封装有新鲜果蔬的塑料盒，包装后的果蔬放置在室温下进行贮藏。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明方法制备工艺简单，原料来源丰富，绿色环保，成本低廉。
2)本发明制备方法得到的具有气体透过和选择性的包装膜，包装膜内能够迅速达到果蔬维持低强度有氧呼吸所需的低O2、高CO2浓度的气氛环境，且具有良好的机械性能和透光性，通过控制硅藻土的添加量即可得到一系列具有不同气体透过和选择性的包装膜，对于不同呼吸类型和强度的果蔬均有良好的适用性。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明采用的纤维素纳米纤丝、木薯淀粉、猪皮明胶等生物质成膜基材具有可再生性、多功能性、可自组装性、可降解性和良好的生物相容性，是一种可持续的环境友好型材料。
本发明采用的硅藻土具有天然分层多孔结构(以介孔为主)，粒径分布宽，化学成分以SiO2为主，其表面丰富的硅羟基提供了丰富的活性点位，方便对其进行改性。
本发明采用的聚乙烯亚胺(PEI)，是一种典型的水溶性的高分子聚合物，是含有伯、仲、叔胺的混合物，对CO2有敏感性。使用聚乙烯亚胺(PEI)对硅藻土进行改性，可以提升硅藻土的气体选择性。将PEI改性的硅藻土与生物质基成膜基材结合制备保鲜包装膜，能够提升并改善包装膜的气体透过和选择性，用于果蔬等具有呼吸作用的产品的包装，能优化果蔬的呼吸类型和降低呼吸强度，保护果蔬新鲜品质，延长货架寿命，同时也能拓展生物质成膜基材，硅藻土和聚乙烯亚胺等在包装领域的应用。
以下实例是用来更好的说明本发明，但本发明的保护范围不限于以下实例；
实施例1
将10g未处理的硅藻土分散在1L无水乙醇中，使用800目的标准筛过筛三次，除去尺寸较大的硅藻土和杂质，将分离出的滤液静置，待硅藻土沉降后除去容器中的上清液，然后放入80℃的烘箱中烘干24h，得到预除杂的硅藻土。将2.5g预除杂的硅藻土加入到100mL刻蚀液(由70mL质量浓度≥70％的浓硫酸、20mL质量浓度为30％的过氧化氢溶液与10mL有效氯≥ 5.0％的次氯酸钠溶液混合而成)中于50℃下以400rpm的速度磁力搅拌60 min，再使用去离子水离心洗涤5次后得到去除有机杂质的硅藻土，将其分散至200mL浓度为3M的HCl中并在60℃的水浴锅中孵育12h，然后用去离子水离心洗涤多次，以彻底洗去HCl，最后将硅藻土放于冷阱-40℃、真空度 10Pa的冷冻干燥机中干燥48h，得到洁净的硅藻土。将2g洁净的硅藻土、 5g分子量为25000的支化PEI和200mL去离子水加入安装有搅拌桨的三颈烧瓶中并在60℃下剧烈搅拌使其均匀混合，再使用浓度为0.5M的NaOH 溶液将体系pH调至11，保持搅拌桨转速为500rpm将0.45g ECH逐滴加入体系，形成淡黄色硅藻土；然后使用去离子水离心洗涤3次后置于截留分子量为10000D的透析袋中透析48h，最后放于-40℃、真空度20Pa的冷冻干燥机中冷冻干燥48h，得到接枝PEI的硅藻土。
将直径5～30nm、长径比100～1000：1的纤维素纳米纤丝与直径为1～ 20nm、长径比为50～500：1的纤维素纳米晶及纯度为99％的甘油按质量比 50:5:1进行混合并分散在去离子水中，并用磁力搅拌器以200rpm速度室温下搅拌8h，得到质量浓度为1.0％的生物基成膜液(该质量浓度为分散在去离子水的三种物质的质量浓度总和，下同)。将接枝PEI的硅藻土按质量比 1:1000加入到生物质基成膜液中，以200rpm的转速磁力搅拌20min，然后将成膜液以15Hz的频率超声脱气20min后浇铸在聚四氟乙烯模具中，置于80℃的烘箱中干燥24h，得到本发明具有气体透过和气体选择性的包装膜。气体选择性是指包装膜二氧化碳透过率与氧气透过率的比值，该值是包装内气氛环境在果蔬呼吸作用驱动下形成低O2、高CO2浓度的气氛环境的关键因素。包装膜气体选择性越接近于1，越适宜包装果蔬，贮藏过程中，果蔬越易维持低强度的有氧呼吸，减缓营养物质的消耗。本实施例得到的包装膜的氧气透过率为24.45cc/m2·day·bar，二氧化碳透过率为42.89cc/m2·day·bar，水蒸气透过率为558.47g/m2·day，气体选择性(CO2/O2)为1.68，该包装膜具有良好的透气性和气体选择性，适合作为果蔬的保鲜包装材料。
应用时，将本发明包装膜密封在用聚丙烯保鲜盒的塑料盒盖的开窗上，然后再用塑料盒盖密封装有新鲜青梅的塑料盒，在室温下贮藏24h时，包装内O2浓度为8.42％，CO2浓度为5.33％。使用市售微孔膜包装青梅贮藏24h 时，包装内O2浓度为14.6％，CO2浓度为0.8％。相比市售微孔膜包装内气氛环境，本发明具有气体透过和选择性的包装膜内能够形成低氧气浓度、高二氧化碳浓度的气氛环境，更适合果蔬贮藏，贮藏6天后，青梅仍保持翠绿的色泽和良好的硬度，没有腐败和变质。
实施例2
将15g重选硅藻土分散在1L无水乙醇中，使用350目的标准筛过筛三次，除去尺寸较大的硅藻土和杂质，将分离出的滤液静置，待硅藻土沉降后除去容器中的上清液，再放入65℃的烘箱中烘干36h，得到预除杂的硅藻土。将5g预除杂的硅藻土加入到200mL刻蚀液(由140mL质量浓度≥70％的浓硫酸、40mL质量浓度为30％的过氧化氢溶液与20mL有效氯≥5.0％的次氯酸钠溶液混合而成)中65℃下以300rpm的速度磁力搅拌45min，再使用去离子水离心洗涤4次后得到去除有机杂质的硅藻土，将其分散至400mL 浓度为4M的HCl中并在80℃的水浴锅中孵育16h，然后用去离子水离心洗涤多次，以彻底洗去HCl，最后在-60℃、真空度15Pa的冷冻干燥机中干燥60h，得到洁净的硅藻土。将1g洁净的硅藻土、2.5g分子量为50000的支化PEI和100mL去离子水加入安装有搅拌桨的三颈烧瓶中并在75℃下剧烈搅拌均匀，再使用浓度为1.0M的NaOH溶液将体系pH调至10，保持搅拌桨转速为400rpm将0.20g ECH逐滴加入体系，形成淡黄色硅藻土；然后使用去离子水离心洗涤3次后置于截留分子量为9000D的透析袋中透析60h，最后放于-60℃、真空度15Pa的冷冻干燥机中干燥60h，得到接枝PEI的硅藻土。
将商业木薯淀粉与直径为1～20nm、长径比为50～500:1的纤维素纳米晶及纯度为99％的甘油按质量比50:5:1进行混合并分散在去离子水中，以 300rpm速度室温下磁力搅拌6h，得到质量浓度为0.8％的生物基成膜液。将接枝PEI的硅藻土按质量比1:900加入到生物质基成膜液中，以400rpm的转速磁力搅拌30min，然后将成膜液以18Hz的频率超声脱气17min后浇铸在聚四氟乙烯模具中，置于65℃的烘箱中干燥36h，得到本发明成品具有气体透过和选择性包装膜。该包装膜的氧气透过率为37.94cc/m2·day·bar，二氧化碳透过率为86.27cc/m2·day·bar，水蒸气透过率为558.47g/m2·day，气体选择性(CO2/O2)为2.27，该包装膜具有良好的透气性和气体选择性，适合作为果蔬的保鲜包装材料。
应用时，将新鲜青梅放置在塑料托盘(200×60mm)上，使用本发明具有气体透过和选择性的包装膜进行裹包，在室温下贮藏24h时，包装内O2浓度为7.96％，CO2浓度为4.86％。使用市售微孔膜包装青梅贮藏24h时，包装内O2浓度为14.6％，CO2浓度为0.8％。相比市售微孔膜包装内气氛环境，本发明具有气体透过和选择性的包装膜内能够形成低氧气浓度、高二氧化碳浓度的气氛环境，更适合果蔬贮藏，贮藏5天后的青梅仍保持翠绿的色泽和良好的硬度，没有腐败和变质。
实施例3
将25g焙烧硅藻土分散在1L无水乙醇中，使用200目标准筛过筛三次，除去尺寸较大的硅藻土和杂质，将分离出的滤液静置，待硅藻土沉降后除去容器中的上清液，放入50℃的烘箱中烘干48h，得到预除杂的硅藻土。将 10g预除杂的硅藻土加入到400mL刻蚀液(由280mL质量浓度≥70％的浓硫酸、80mL质量浓度为30％的过氧化氢溶液与40mL有效氯≥5.0％的次氯酸钠溶液混合而成)中于80℃下以200rpm的速度磁力搅拌30min，再使用去离子水离心洗涤4次后得到去除有机杂质的硅藻土，将其分散于400mL 浓度为5M的HCl中并在80℃的水浴锅中孵育18h，然后用去离子水离心洗涤多次，以彻底洗去HCl，最后在冷阱-80℃、真空度10Pa的冷冻干燥机中干燥72h，得到洁净的硅藻土。将4g洁净的硅藻土、10g分子量为8000 的线性PEI和400mL去离子水加入安装有搅拌桨的三颈烧瓶中并在90℃下剧烈搅拌均匀，再使用浓度为1.5M的NaOH溶液将体系pH调至9，保持搅拌桨转速为400rpm将1.00gECH逐滴加入体系，形成淡黄色硅藻土；然后使用去离子水离心洗涤3次后置于截留分子量为8000D的透析袋中透析 48h，最后放于-80℃、真空度10Pa的冷冻干燥机中干燥72h，得到接枝PEI 的硅藻土。
将猪皮明胶与直径为1～20nm、长径比为50～500：1的纤维素纳米晶及纯度为99％的甘油按质量比50:5:1进行混合并分散在去离子水中，并用磁力搅拌器以400rpm速度室温下搅拌4h，得到质量浓度为0.5％的生物基成膜液。将接枝PEI的硅藻土按质量比1:800加入到生物质基成膜液中，以 500rpm的转速室温下磁力搅拌40min，然后将成膜液以20Hz的频率超声脱气15min后浇铸在聚四氟乙烯模具中，置于50℃的烘箱中干燥48h，得到本发明成品具有气体透过和选择性的包装膜。该包装膜的氧气透过率为 206.98cc/m2·day·bar，二氧化碳透过率为198.35cc/m2·day·bar，水蒸气透过率为601.14g/m2·day，气体选择性(CO2/O2)为0.95，该包装膜非常适合用于果蔬的保鲜包装。
应用时，将制备得到的包装膜直接裹包新鲜的青梅，室温下贮藏24h时，包装内O2浓度为7.63％，CO2浓度为5.64％。使用市售微孔膜包装青梅贮藏 24h时，包装内O2浓度为14.6％，CO2浓度为0.8％。相比市售微孔膜包装内气氛环境，本发明具有气体透过和选择性的包装膜内能够形成低氧气浓度、高二氧化碳浓度的气氛环境，更适合果蔬贮藏，贮藏4天后青梅仍保持翠绿的色泽和良好的硬度，没有腐败和变质。

Claims (4)

1.一种具有气体透过和选择性的包装膜的制备方法，其特征在于，包括如下操作步骤：
(1)将硅藻土分散在无水乙醇中，使用200～800目的标准筛过筛，再将分离出的滤液静置，待硅藻土沉降后除去上清液，然后放入50～80℃的烘箱中烘干24～48h，得到预除杂的硅藻土；所述硅藻土与无水乙醇的用量配比为硅藻土10～25g:无水乙醇1L；
(2)将预除杂的硅藻土加入到刻蚀液中，在50～80℃下以200～400rpm的速度磁力搅拌30～60min，以彻底清洗硅藻土上的有机杂质，然后使用去离子水离心洗涤3～5次后得到去除有机杂质的硅藻土，再将去除有机杂质的硅藻土分散至浓度为3～5M的HCl中，并置于水浴锅中于60～80℃下孵育12～18h，然后用去离子水离心洗涤，以彻底洗去HCl，最后将硅藻土放置在冷冻干燥机中，在温度﹣40～﹣80℃、真空度10～20Pa条件下干燥48～72h，得到洁净的硅藻土；所述预除杂的硅藻土、刻蚀液与HCl用量的质量：体积：体积为＝5～15g:100～250mL:200～500mL；所述刻蚀液为质量浓度≥70％的浓硫酸、质量浓度为30％的过氧化氢与有效氯≥5.0％的次氯酸钠溶液按照体积比7:2:1配置的混合物；
(3)将洁净的硅藻土、聚乙烯亚胺(PEI)和去离子水按照质量:质量:体积＝2g:5g:200mL的比例加入到烧瓶中并于60～90℃下剧烈搅拌使其均匀混合，得到PEI体系，然后使用浓度为0.5～1.5M的NaOH溶液将体系的pH调至9～11，保持搅拌桨转速为300～500rpm向PEI体系中逐滴加入环氧氯丙烷(ECH)以形成淡黄色硅藻土，加入的环氧氯丙烷(ECH)与聚乙烯亚胺(PEI)的比例为：ECH 0.08～0.10g:PEI 1g；然后用去离子水离心洗涤3次，再使用截留分子量8000～10000D的透析袋将淡黄色硅藻土在流动的去离子水中透析24～72h，以彻底去除杂质，最后将淡黄色硅藻土放入冷冻干燥机中，在-40～-80℃温度、真空度10～20Pa条件下的冷冻干燥48～72h，得到接枝PEI的硅藻土；
(4)将生物质成膜基材与直径为1～20nm、长径比为50～500：1的纤维素纳米晶及纯度为99％的甘油按质量比50:5:1进行混合并分散在去离子水中，并用磁力搅拌器以200～400rpm速度室温下搅拌4～8h，得到质量浓度为0.5～1.0％的生物基成膜液；所述生物质成膜基材为直径5～30nm、长径比100～1000：1的纤维素纳米纤丝、商业化木薯淀粉或猪皮明胶；
(5)将接枝PEI的硅藻土按质量比1:800～1:1000加入到生物质基成膜液中，以200～500rpm的转速磁力搅拌20～40min，使成膜液分散均匀，并将成膜液在超声分散机中以15～20Hz的频率下分散15～20min，以脱除搅拌过程溶解在成膜液中的空气，再将脱气后的生物质基成膜液浇铸在聚四氟乙烯模具中，置于50～80℃的烘箱中干燥24～48h，得到具有气体透过和选择性的包装膜。
2.根据权利要求1所述具有气体透过和选择性的包装膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硅藻土包括未处理的硅藻土、焙烧硅藻土、磁选硅藻土和重选硅藻土，所述硅藻土的粒径为10～500nm，孔径分布在100～100000nm。
3.根据权利要求1所述具有气体透过和选择性的包装膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述聚乙烯亚胺(PEI)包括支化聚乙烯亚胺(PEI)和线性聚乙烯亚胺(PEI)，聚乙烯亚胺(PEI)的分子量为800～50000。
4.根据权利要求1至3任一所述制备方法得到的具有气体透过和选择性的包装膜的应用，其特征在于，应用方法是：将制备得到的包装膜直接裹包新鲜的果蔬，或将果蔬放置在塑料托盘上，再使用包装膜进行裹包，或者将包装膜贴在塑料盒盖的开窗上，再用塑料盒盖密封装有新鲜果蔬的塑料盒，将包装后的果蔬放置在室温下进行贮藏。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021132148A1 (ja) * 2019-12-25 2021-07-01 三菱ケミカル株式会社 積層体及びその製造方法並びに自動車用外装材
CN113527728A (zh) * 2021-05-26 2021-10-22 浙江工业大学 一种疏水薄膜的制备方法和在可视化检测果蔬新鲜度中的应用
CN114539657A (zh) * 2022-02-25 2022-05-27 山东汇祥食品科技有限公司 食品包装袋及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114044941A (zh) * 2021-11-22 2022-02-15 昆明理工大学 一种绿色可降解复合膜的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021132148A1 (ja) * 2019-12-25 2021-07-01 三菱ケミカル株式会社 積層体及びその製造方法並びに自動車用外装材
CN113527728A (zh) * 2021-05-26 2021-10-22 浙江工业大学 一种疏水薄膜的制备方法和在可视化检测果蔬新鲜度中的应用
CN114539657A (zh) * 2022-02-25 2022-05-27 山东汇祥食品科技有限公司 食品包装袋及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈启杰 等."淀粉纳米晶接枝聚乙烯亚胺对阴离子染料的吸附".《环境工程》.2022,第41卷(第03期),第57-64页. *

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