[發(fā)明專利]磺化聚醚砜膜及其制備方法、磺化聚砜膜及其制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710481372.4
• 申請(qǐng)日: 2017-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107185417B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳翠明;汪國(guó)勝;張旭;吳永會(huì);徐傳芹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D71/68
• 分類號(hào): B01D71/68;B01D61/44;B01D61/48;B01D67/00;C07C227/40;C07C229/24;C07C229/26
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發(fā)明提供了一種磺化聚醚砜膜及其制備方法、磺化聚砜膜及其制備方法。本申請(qǐng)?zhí)峁┑幕腔勖秧磕な怯苫腔勖秧拷?jīng)過(guò)相轉(zhuǎn)化的方法制備得到，同樣磺化聚砜膜是由磺化聚砜經(jīng)過(guò)相轉(zhuǎn)化的方法制備得到。本申請(qǐng)還提供了一種雙極膜電滲析裝置，所述雙極膜電滲析裝置的陽(yáng)離子交換膜為上述磺化聚醚砜膜或磺化聚砜膜。本申請(qǐng)還提供了一種利用上述雙極膜電滲析裝置分離氨基酸混合液的方法。本發(fā)明制備的磺化聚醚砜膜和磺化聚砜膜具有優(yōu)良的機(jī)械性能、電學(xué)性能、穩(wěn)定性，并具有多孔結(jié)構(gòu)，用于雙極膜電滲析過(guò)程以分離氨基酸混合液，帶正電荷的氨基酸分子更容易遷移過(guò)膜，從而獲得較高的回收率和電流效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陽(yáng)離子交換膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及磺化聚醚砜膜及其制備方法、磺化聚砜膜及其制備方法、雙極膜電滲析裝置與分離氨基酸混合液的方法。

背景技術(shù)

氨基酸作為很多食品和化學(xué)品的原材料，具有重要的食用價(jià)值和商業(yè)價(jià)值。氨基酸可通過(guò)發(fā)酵、酶催化或者化學(xué)合成的方法而生成，得到的氨基酸母液成份比較復(fù)雜，還有很多副產(chǎn)物生成，因此需要進(jìn)一步分離和純化。傳統(tǒng)的超濾、納濾等膜分離技術(shù)主要是利用膜孔徑和分子尺寸大小的差異去分離不同的組分，因此很難分離分子量很接近的混合氨基酸。

電滲析作為一種新的膜分離技術(shù)，可分離不同的混合氨基酸溶液，但是在分離的過(guò)程中遇到了一些問(wèn)題。例如，分離過(guò)程中由于氨基酸分子的遷移，溶液的pH會(huì)發(fā)生改變，而氨基酸分子在不同的pH條件下有不同的荷電性，因此會(huì)大大降低氨基酸分離的程度。另外，前人的研究大多集中于致密的商業(yè)膜對(duì)混合氨基酸溶液的分離，但是由于致密的商業(yè)膜對(duì)大分子傳遞的阻力很大，因此分離效率低。

雙極膜電滲析作為一種新的膜分離技術(shù)，可以通過(guò)電解水分子而產(chǎn)生H⁺和OH^-離子，產(chǎn)生的H⁺和OH^-離子會(huì)和氨基酸分子結(jié)合，從而保持回收室pH的穩(wěn)定，因此可以大大提高分離的程度。圖1為雙極膜電滲析(BMED)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，BMED裝置由膜堆裝置(1)、料液罐(2)、回收罐(3)、電極液罐(4)、第一蠕動(dòng)泵(5)、第二蠕動(dòng)泵(6)、第三蠕動(dòng)泵(7)、直流電源(8)、陽(yáng)極板(9)和陰極板(10)構(gòu)成；圖2為BMED膜堆裝置(1)的示意圖，膜堆裝置(1)從陽(yáng)極到陰極依次由雙極膜(BP-1)、陽(yáng)離子交換膜(C)、雙極膜(BP-2)、有機(jī)玻璃隔板和硅膠墊片間隔排列構(gòu)成，最后由陽(yáng)極板和陰極板固定；電極板(9和10)是將鈦涂釕電極分別鑲嵌到BMED前夾板和BMED后夾板上構(gòu)成。由陽(yáng)極板(9)與雙極膜(BP-1)之間形成陽(yáng)極室，由雙極膜(BP-1)和陽(yáng)離子交換膜(C)之間形成料液室，由陽(yáng)離子交換膜(C)和雙極膜(BP-2)之間形成賴氨酸回收室，由雙極膜(BP-2)與陰極板(10)之間形成陰極室；陽(yáng)極板(9)和陰極板(10)分別通過(guò)導(dǎo)線與直流電源的正極和負(fù)極相連；陰極室和陽(yáng)極室進(jìn)行串聯(lián)，因此，陰/陽(yáng)極室、料液室、賴氨酸回收室構(gòu)成三個(gè)循環(huán)回路。因此，利用雙極膜電滲析實(shí)現(xiàn)相近分子量的兩種氨基酸的分離成為一種可能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種磺化聚醚砜膜與磺化聚砜膜，本申請(qǐng)?zhí)峁┑幕腔勖秧磕づc磺化聚砜膜作為雙極膜電滲析裝置的陽(yáng)離子交換膜，可實(shí)現(xiàn)兩種分子量接近的氨基酸的分離，且具有較高的氨基酸回收率和電流效率。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N磺化聚醚砜膜，由磺化聚醚砜通過(guò)相轉(zhuǎn)化的方法制備得到。

優(yōu)選的，所述磺化聚醚砜的離子交換容量為0.15～0.4mmol/g。

本申請(qǐng)還提供了一種磺化聚醚砜膜的制備方法，包括：

將磺化聚醚砜在水中進(jìn)行相轉(zhuǎn)化，得到磺化聚醚砜膜。

優(yōu)選的，所述相轉(zhuǎn)化的過(guò)程具體為：

將磺化聚醚砜與有機(jī)溶劑混合，得到涂膜液；