[發(fā)明專利]一種對單一陽離子具有選擇性的離子交換復(fù)合膜有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210506889.1 | 申請日： | 2012-11-30 |
| 公開（公告）號： | CN102941026A | 公開（公告）日： | 2013-02-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 鄧會寧;張少峰;劉燕;陳佳媛;孫晨 | 申請（專利權(quán)）人： | 河北工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | B01D71/60 | 分類號： | B01D71/60;B01D69/12;B01D67/00;B01D61/44 |
| 代理公司： | 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210 | 代理人： | 趙鳳英 |
| 地址： | 300401 天津市北辰*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 單一 陽離子 具有 選擇性 離子交換 復(fù)合 | ||
1.一種對單一陽離子具有選擇性的離子交換復(fù)合膜，其特征為該復(fù)合膜包括陽離子交換基膜和聚乙烯亞胺改性層，其中聚乙烯亞胺在陽離子交換基膜上的沉積量為2.0-200.0g/m2；
所述陽離子交換基膜，其聚合物骨架為碳?xì)渲麈湣⒉糠址奶細(xì)渲麈溁蛉奶細(xì)渲麈湥摶さ木酆衔锕羌苌暇哂谢撬峄⒘姿峄Ⅳ人峄蚍恿u基；該離子交換復(fù)合膜的厚度為50-500μm。
2.如權(quán)利要求1所述對單一陽離子具有選擇性的離子交換復(fù)合膜，其特征為所述的單一陽離子具體為Cu2+、Zn2+、Ni2+、Hg2+、Ag+、Pt2+、Co2+或Cr3+。
3.如權(quán)利要求1所述的對單一陽離子具有選擇性的離子交換復(fù)合膜的制備方法，其特征為包括如下步驟：
第一步，在陽離子交換基膜上引入聚合物PEI，為以下兩種方法任一：
方法1：靜態(tài)沉積法：將陽離子交換基膜浸泡在濃度為0.5-30g/L的PEI水溶液中，室溫下浸泡0.5-160h；
或者，方法2，電沉積法：采用四室裝置，四室分別為濃室、淡室以及2個極室；濃室內(nèi)加入氯化鈉溶液；淡室加入含PEI的氯化鈉溶液，極室內(nèi)為電解質(zhì)溶液；電沉積的電流強度為1-100mA/cm2，通電20-120min后得到PEI改性的陽離子交換膜；
所述的采用四室裝置，為由三張陽離子交換膜與器壁組成的四室裝置，其中待沉積的陽離子交換基膜固定在正中間，與左右兩側(cè)的陽離子交換膜分隔形成濃室和淡室，兩側(cè)的陽離子交換膜與器壁又分別分隔形成兩個極室；待沉積膜靠近陽極一側(cè)為淡室，另一側(cè)為濃室。
所述的極室中的電解質(zhì)溶液為氯化鈉溶液、硫酸鈉溶液和硫酸中的一種或多種，溶液中陽離子濃度為0.1-2mol/L。
第二步，模板離子的吸附與PEI的交聯(lián)
將第一步得到的PEI改性的陽離子交換膜置于模板離子的水溶液中浸泡10-24h進行離子吸附，取出后用水沖凈表面溶液，置于交聯(lián)劑溶液中進行PEI的交聯(lián)反應(yīng)，得到模板離子吸附和PEI交聯(lián)的離子交換膜；
所述的模板離子的水溶液為僅含有模板金屬離子一種陽離子的水溶液，濃度為0.005-0.5mol/L，pH值為4-9；交聯(lián)劑溶液的濃度為1-50g/L，交聯(lián)溫度為20-60℃，交聯(lián)時間為20-120min；
第三步，模板離子的洗脫
將經(jīng)過第二步模板離子吸附和PEI交聯(lián)的離子交換膜置于0.01-0.1mol/L的乙二胺四乙酸鈉溶液中進行模板離子的洗脫，得到含有與模板離子匹配的作用位點的對特定陽離子具有選擇性的陽離子交換膜。
4.如權(quán)利要求3所述的對單一陽離子具有選擇性的離子交換復(fù)合膜的制備方法，其特征為所述的第一步中的陽離子交換基膜為磺化聚醚砜（SPES）膜、磺化聚醚醚酮（SPEEK）膜、全氟羧酸陽離子交換膜或磷酸型陽離子交換膜。
5.如權(quán)利要求3所述的對單一陽離子具有選擇性的離子交換復(fù)合膜的制備方法，其特征為所述的第一步中陽離子交換基膜具體為浙江千秋環(huán)保水處理有限公司的LE-HoCM-0_SH膜、北京環(huán)宇利達環(huán)保設(shè)備有限責(zé)任公司JCM-Ⅰ膜、日本Asahi?Glass公司的Selemion?CMV膜、日本Tokuyama公司的Neosepta?CM-1膜或美國Dopont公司的Nafion膜。
6.如權(quán)利要求3所述的對單一陽離子具有選擇性的離子交換復(fù)合膜的制備方法，其特征為上述制備方法第一步電沉積時所用的濃室、淡室中的氯化鈉溶液的濃度均為0.1-3mol/L。
7.如權(quán)利要求3所述的對單一陽離子具有選擇性的離子交換復(fù)合膜的制備方法，其特征為所述的第一步電沉積時所用的淡室PEI的氯化鈉溶液濃度中PEI含量為0.1-30g/L。
8.如權(quán)利要求3所述的對單一陽離子具有選擇性的離子交換復(fù)合膜的制備方法，其特征為所述的第二步中僅含有一種模板金屬陽離子的水溶液為硝酸銅溶液、硝酸鋅溶液、硝酸鎳溶液、硝酸銀溶液、硝酸鉑溶液、氯化鈷溶液或氯化鉻溶液。
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