logo好方法网

阴离子交换膜的制备方法以及阴离子交换膜


技术摘要:
本发明公开了一种阴离子交换膜的制备方法,包括:使用1mg/L~2mg/L的多元酰氯溶液对基膜的表面进行改性,其中,所述基膜包括季铵基团以及羟基;持续3min~5min后,擦干所述基膜的表面的液体,得到处理后的所述基膜;将处理后的所述基膜在40℃~60℃下加热30min~60min  全部
背景技术:
膜技术具有高分离能力和高选择性的特点,在水处理、酸碱生产和海水淡化等领 域具有广泛的应用前景。 膜技术成本较低,并且可以很容易地与其他面向目标应用的工业过程集成。近年 来,电渗析一直是苦咸水中选择性离子(一价阴离子/阳离子分馏)去除的研究热点。但是, 在电渗析过程中,膜污染的存在一直是严重的问题,膜表面的电荷分布不均容易造成膜污 染,而膜污染会使得膜的分离性能下降的问题。 上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技 术。
技术实现要素:
本发明实施例的主要目的在于提供一种阴离子交换膜的制备方法,旨在解决现有 技术中膜污染会使得膜的分离性能下降的技术问题。 为解决上述问题,本发明实施例提供一种阴离子交换膜的制备方法,包括以下内 容: 使多元酰氯溶液对基膜的表面进行改性,其中,所述基膜包括季铵基团以及羟基; 持续3min~5min后,擦干所述基膜的表面的液体,得到处理后的所述基膜; 将处理后的所述基膜在40℃~60℃下加热30min~60min,得到阴离子交换膜。 可选地,所述使多元酰氯溶液对基膜的表面进行改性的步骤包括: 将1mg/L~2mg/L的多元酰氯溶液浸润在所述基膜的表面,以对所述基膜进行改 性;或者, 将所述基膜浸泡在1mg/L~2mg/L的多元酰氯溶液中,以对所述基膜进行改性。 可选地,所述基膜的制备步骤包括: 将质量百分比为5%~20%的季铵化聚合物溶于质量百分比为80%~95%的第一 有机溶剂,以得到第一溶液,其中,所述第一有机溶剂包括二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮以 及N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种; 将所述第一溶液加工成所述基膜。 可选地,所述将所述第一溶液加工成所述基膜的步骤包括: 将所述第一溶液滴加在平板上; 将所述平板在50℃~60℃下加热10h~12h,得到所述基膜。 可选地,所述季铵化聚合物通过以下步骤制备得到: 将质量百分比为10%~20%的卤甲基化聚合物溶于质量百分比为77%~89%的 3 CN 111729694 A 说 明 书 2/11 页 第二有机溶剂中,得到第二溶液,其中,所述第二有机溶剂包括二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷 酮以及N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种; 在所述第二溶液中加入质量百分比为1%~3%的N-甲基二乙醇胺,并在50℃~60 ℃下反应12h~24h得到第三溶液; 在所述第三溶液中加入10mL~20mL甲苯,并收集析出的沉淀; 使用乙醚洗涤所述沉淀,得到所述季铵化聚合物。 可选地,所述卤甲基化聚合物包括卤甲基的聚苯醚、卤甲基的聚醚砜、卤甲基的聚 苯乙烯以及卤甲基的聚醚酮中的至少一种,其中,所述卤甲基包括氯甲基、溴甲基以及碘甲 基中的至少一种。 可选地,所述多元酰氯溶液包括均苯三甲酰氯的正己烷溶液,对苯二甲酰氯的正 己烷溶液以及间苯二甲酰氯的正己烷溶液中的至少一种。 此外,为解决上述问题,本发明实施例还提供一种阴离子交换膜,所述阴离子交换 膜由上述阴离子交换膜的制备方法制备而成。 本发明实施例提出的一种阴离子交换膜的制备方法,本发明通过对侧链含有季铵 基团以及羟基的基膜采用多元酰氯溶液进行改性,未反应的酰氯基团经水解后得到羧基, 通过季铵基团提供阴离子传输通道,利用羧基对高价阴离子的排斥作用,调整膜表面中的 电荷分布,进而降低高价阴离子的通量并提高低价阴离子的通量,进而,提高对低价阴离子 的通量与选择性,制备的阴离子交换膜具有高通量、高选择性、高极限电流密度以及低面电 阻等优势。 附图说明 图1为本发明实施例中基膜的实物图; 图2为本发明实施例溴化聚苯醚的核磁共振氢谱图; 图3为本发明实施例季铵化聚苯醚的核磁共振氢谱图; 图4为本发明实施例1~3制备的季铵化聚苯醚与溴化聚苯醚的红外光谱图; 图5为本发明实施例的阴离子交换膜的实物图; 图6为本发明实施例中基膜的扫描电镜图; 图7为本方法实施例中基膜的原子力显微镜图; 图8为本发明实施例中阴离子交换膜的原子力显微镜图; 图9为本发明实施例中极限电流密度的测试装置示意图; 图10为本发明实施例中电渗析测试装置示意图; 图11为本发明实施例中基膜与阴离子交换膜的电流密度-电压曲线; 图12为本发明实施例中阴离子交换膜对氯离子/硫酸根离子的选择性的稳定性测 试结果。 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
下载此资料需消耗2积分,
分享到:
收藏