[發明專利]改性聚四乙烯基吡啶為中間界面層的雙極膜制備方法

無效

• 申請號: 201110269458.3
• 申請日: 2011-09-13
• 公開（公告）號: CN102336917A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 陳日耀;周挺進;陳震;陳曉;鄭曦
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: C08J5/22
• 分類號: C08J5/22;C25B13/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種改性聚四乙烯基吡啶為中間界面層的雙極膜制備方法，該方法是在陽離子交換膜、陰離子交換膜之間，利用靜電紡絲法，構建氨基金屬酞菁改性的納米纖維紡絲材料聚四乙烯基吡啶為中間層的雙極膜，其特征在于：

1）陽離子交換膜的制備

取海藻酸鈉或羧甲基纖維素，配制成水溶液；另取一定量的聚乙烯醇溶解后加入到水溶液中,?攪拌、減壓脫泡、流延風干成膜；風干成膜后，用FeCl₃溶液浸泡交聯，蒸餾水沖洗干凈，自然風干，即得陽離子交換膜；

?2）中間界面層的制備

用酒精和去離子水配制成溶劑，加入P4VP和用濃氨水助溶的MPc(NH₂)_X，并用超聲波振蕩5~30?min，制備P4VP-MPc(NH₂)_X混合溶液；采用靜電紡絲法，在電壓為15~25kV，噴口距離為10cm條件下，將P4VP-?MPc(NH₂)_X混合溶液紡絲于陽離子交換膜表面，而后用過量的二溴丙烷或己烷浸泡15min，使其發生季胺化反應，制成P4VP-MPc(NH₂)_X表面改性的中間界面層；

?3）陰離子交換膜陰膜液的制備

取殼聚糖，用質量分數為1～10％的乙酸水溶液攪拌溶解，配制成1～10％殼聚糖乙酸水溶液，邊攪拌邊緩慢滴加體積分數為2.5%的?1～5mL的戊二醛溶液，減壓脫泡，即可得到粘稠的CS陰膜液；

4）雙極膜的制備

采用流延、疊合、粘合或熱壓的方法將CS陰膜液固定在膜表面紡有纖維絲的陽離子交換膜上，在室溫下風干，即得雙極膜。

2.根據權利要求1所述的一種改性聚四乙烯基吡啶為中間界面層的雙極膜制備方法，其特征在于所述的P4VP-CS-MPc(NH₂)_X混合溶液中，P4VP溶質質量占6～10%，氨基金屬酞菁溶質質量占2～5%。

3.根據權利要求1所述的一種改性聚四乙烯基吡啶為中間界面層的雙極膜制備方法，其特征在于所述的氨基金屬酞菁[MPc(NH₂)_X]，其中心金屬M的離子可以是銅離子、鐵離子、鈷離子、錫離子、鈦離子、鋅離子、鋁離子、鎳離子、鈣離子或鎂離子。

4.根據權利要求1所述的一種改性聚四乙烯基吡啶為中間界面層的雙極膜制備方法，其特征在于所述的氨基金屬酞菁[MPc(NH₂)_X]中X可以是2或4。

5.根據權利要求1所述的一種改性聚四乙烯基吡啶為中間界面層的雙極膜制備方法，其特征在于所述的靜電紡絲法，其條件為電壓：15~25kV，噴口距離：10cm。

6.根據權利要求1所述的一種改性聚四乙烯基吡啶為中間界面層的雙極膜制備方法，其特征在于用酒精和去離子水配制成溶劑時，酒精和去離子水體積比為23：2。

7.根據權利要求1所述的一種改性聚四乙烯基吡啶為中間界面層的雙極膜制備方法，其特征在于加入氨基金屬酞菁前，氨基金屬酞菁用質量濃度為25%的濃氨水先行助溶。