[發明專利]一種復合納米纖維離子交換膜的制備方法在審

申請號：	201810473311.8	申請日：	2018-05-17
公開（公告）號：	CN108579463A	公開（公告）日：	2018-09-28
發明（設計）人：	鄧劍軍	申請（專利權）人：	鄧劍軍
主分類號：	B01D69/12	分類號：	B01D69/12;B01D71/34;B01D71/42;B01D71/48;B01D71/56;B01D71/58;B01D71/60;B01D67/00
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摘要：
搜索關鍵詞：	離子交換膜復合納米纖維納米纖維膜制備靜電紡絲技術原位聚合清洗技術制備納米陽離子交換膜陰離子交換膜聚合物原料晾干水解離摻入阻抗離子無毒纖維
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【說明書】：

本發明公開了一種復合納米纖維離子交換膜的制備方法，包括：利用靜電紡絲技術將聚合物原料制成納米纖維膜；將納米纖維膜清洗后，在其表面進行原位聚合，以摻入離子對；將納米纖維膜進行清洗和晾干，制得復合納米纖維離子交換膜；本發明利用靜電紡絲技術及原位聚合技術制備納米纖維離子交換膜，可制備陰離子交換膜及陽離子交換膜，所制得的離子交換膜具有無毒、比表面積高、水解離效率高、膜阻抗小等優點。

技術領域

本發明涉及離子交換膜領域，具體涉及一種復合納米纖維離子交換膜的制備方法。

背景技術

離子交換膜主要由超細纖維制備而成，其在水處理、能源、化工等許多領域有著廣泛的應用。而靜電紡絲技術是制備超細纖維的方法之一，它是將聚合物溶液或熔體帶上高壓靜電后，在電場力的作用下，將聚合物拉伸成1000nm以下的連續纖維，通過特殊裝置接收后，制成納米纖維無紡膜。靜電紡絲技術作為目前所知最有望實現工業化生產連續納米纖維的有效方法之一，已有上百種材料通過該技術被制成了納米纖維。

聚吡咯屬于導電聚合物，它既有聚合物的特性，同時具有離子交換的特性以及導電的特性，具有制備簡便、導電性好、質量輕、耐腐蝕等特點，而且單體無毒、電導率高、機械性能好等優點，廣泛用于電催化、電磁屏蔽、光電器件、水處理、藥物釋放、電化學傳感器等領域。但是現有聚吡咯類離子交換膜存在制備過程復雜，成本高等問題，限制了其市場應用。

發明內容

針對現有技術中存在的不足之處，本發明旨在提供一種以靜電紡納米纖維膜為基礎的，原位聚合聚吡咯的復合納米纖維離子交換膜的制備方法，可制得陰離子交換功能和陽離子交換功能的離子交換膜。

本發明提供了一種復合納米纖維離子交換膜的制備方法，包括下述步驟：

1)利用靜電紡絲技術將聚合物原料制成納米纖維膜；

2)將納米纖維膜活化后，在其表面進行原位聚合聚吡咯，并根據需要摻入離子對試劑；

3)將經步驟2)處理的納米纖維膜進行清洗和晾干，制得復合納米纖維離子交換膜。

優選的是，步驟1)中所述聚合物原料選自尼龍、聚丙烯腈、聚氨酯、聚偏氟乙烯、聚對二甲酸乙二酯中的一種或多種；所述納米纖維膜的纖維直徑為100-800nm。

優選的是，步驟2)中所述原位聚合的方法為：將納米纖維膜浸泡在吡咯溶液中進行超聲處理；隨后加入電解質溶液進行超聲處理。

優選的是，制備復合納米纖維陰離子交換膜時，所述原位聚合的方法為：將納米纖維膜浸泡在吡咯溶液中進行超聲處理10min以上；隨后加入三氯化鐵溶液進行超聲處理30min以上。

優選的是，制備復合納米纖維陽離子交換膜時，所述原位聚合的方法為：將納米纖維膜浸泡在吡咯溶液中進行超聲處理10min以上；隨后先加入離子對試劑進行超聲處理10min以上，再加入三氯化鐵溶液進行超聲處理30min以上。

優選的是，所述吡咯溶液的濃度為0.05-0.8mol/L，所述三氯化鐵溶液的濃度為0.4-5mol/L。

優選的是，所述離子對試劑為有機磺酸鹽，包括十二烷基磺酸鈉、庚烷磺酸鈉。