[發明專利]一種用于光電催化水解離膜的制備方法

有效

• 申請號: 201711085431.2
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107815706B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 劉憲;韓艷嬌;宋秀麗;文斌;侯玉翠;楊春梅
• 申請（專利權）人: 太原師范學院
• 主分類號: C25B13/02
• 分類號: C25B13/02;C25B13/04;C25B1/04
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 郭海燕

本發明屬于水解離膜制備方法技術領域，具體涉及一種用于光電催化水解離膜的制備方法。本發明用于光電催化水解離膜的制備方法，由陽離子交換膜、混合金屬氧化物膜和陰離子交換膜組成，具體制備方法包括以下步驟：(1)制備陽離子交換膜；(2)制備混合金屬氧化物膜：稱取混合金屬氧化物混散于有機溶劑中，超聲震蕩后旋凃于步驟(1)中的陽離子交換膜表面，在50℃烘干后得到MMO膜；(3)制備陰離子交換膜：采用聚乙烯醇、聚苯醚、聚砜、苯乙烯、陰離子交換樹脂、聚乙烯芐基氯中的一種作為陰離子交換膜的支撐骨架，伯氨基、仲氨基、叔氨基、季氨基的一種作為陰離子交換膜的固定基團，通過流延法制備陰離子交換膜，流延于步驟(2)中的MMO膜表面。

技術領域

本發明屬于水解離膜制備方法技術領域，具體涉及一種用于光電催化水解離膜的制備方法。

背景技術

雙極膜是由陽離子交換膜、陰離子交換膜、以及中間界面層構成，由于其優異的性能，已經被廣泛應用到酸堿生產、污水處理、有機合成等領域。當在雙極膜兩側反向加壓時(陽離子交換膜層朝向負極，陰離子交換膜層朝向正極)，兩種離子交換膜層中的帶電離子就會從中間界面層向主體溶液遷移，當膜中的帶電離子全部遷移完后，電流的負載就要由中間界面層的水離解產生的氫離子和氫氧根離子來完成，中間界面層消耗的水又可以通過膜兩側溶液中的水向膜中間界面層滲透來彌補。

雙極膜中間界面層水解離效率的大小是度量雙極膜性能優越性的關鍵因素之一，因此，提高雙極膜中間界面層水解離效率就尤為重要。目前研究者們采用的主要方法是對陰陽、離子交換膜進行改性，或者是在陰、陽兩膜層之間增加第三層即催化劑層，加快水解離速率。水解離速率的提高有利于降低雙極膜的阻抗，從而節約了電能消耗。Wakamatsu等運用靜電噴涂沉積法制備了陰離子交換纖維和陽離子交換纖維的雙極膜，由于納米級的纖維具有大的比表面積和高的催化活性，大大加速了雙極膜中間界面層水解離(Journal ofColloid and Interface Science,2006,300,442)。徐銅文等將羧基化的超支化聚酯H30-COOK加入到雙極膜中，增強了雙極膜中間界面層的親水性，加速了水解離，降低了膜阻抗，節約了電能消耗(Journal of Membrane Science,2009,344,129)。就目前雙極膜水解離情況而言，盡管在某種程度上取得一定的效果，但總體來說，水解離效率仍然較低，而且對電能的消耗較大。

發明內容

本發明主要針對現有技術中雙極膜水解離效率低、電能消耗大的問題，提供一種用于光電催化水解離膜的制備方法。

本發明為解決上述問題而采取的技術方案為：

一種用于光電催化水解離膜的制備方法，由陽離子交換膜、混合金屬氧化物膜和陰離子交換膜組成，具體制備方法包括以下步驟：

(1)制備陽離子交換膜：采用聚乙烯醇、聚苯醚、聚砜和苯乙烯中的一種或幾種任意比例的混合物作為陽離子交換膜的支撐骨架；磺酸基、羧酸基和磷酸基中的一種或幾種任意比例的混合物作為陽離子交換膜的固定基團，通過流延法制備陽離子交換膜，面積為5×5cm²,厚度為30～80μm；

(2)制備混合金屬氧化物膜：稱取1.0～5.0g混合金屬氧化物混散于有機溶劑中，超聲震蕩后旋凃于步驟(1)中的陽離子交換膜表面，在50℃烘干后得到厚度為0.05～0.5μm的MMO膜；

(3)制備陰離子交換膜：采用聚乙烯醇、聚苯醚、聚砜、苯乙烯、陰離子交換樹脂、聚乙烯芐基氯中的一種或幾種任意比例的混合物作為陰離子交換膜的支撐骨架，伯氨基、仲氨基、叔氨基、季氨基的一種或幾種任意比例的混合物作為陰離子交換膜的固定基團，通過流延法制備陰離子交換膜，流延于步驟(2)中的MMO膜表面，面積為5×5cm²,厚度為30～80μm。