[發明專利]一種陽離子交換膜成膜方法及由其制備的陽離子交換膜

有效

• 申請號: 201811452905.7
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN111249923B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 王素力;馬文佳;孫公權;李煥巧
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D71/26;B01D67/00;B01J39/19
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種陽離子交換膜的成膜方法，其特征在于：

1）配置陽離子交換樹脂溶液；

2）將板狀工作電極和對電極垂直放入陽離子交換樹脂溶液中，電極的板面平行相對或相向放置，進行電沉積，于工作電極上制得一含溶劑陽離子交換膜；

3）將工作電極上的陽離子交換膜烘干后，將工作電極浸泡于水中10分鐘以上，將所得陽離子交換膜從工作電極上剝離；

4）將剝離的陽離子交換膜置于0.01-2M酸溶液中，浸泡處理24小時以上，再利用水浸泡并超聲處理1小時以上，重復上述酸、水浸泡過程2-5次；烘干后獲得陽離子交換膜；所述陽離子交換樹脂為全氟磺酸樹脂、全氟磺酰亞胺磺酸樹脂、部分含氟磺酸樹脂、部分含氟磺酰亞胺磺酸樹脂、磺化聚芳醚酮、磺化聚芳醚砜、磺化聚酰亞胺、磺化聚苯乙烯、磺化聚苯醚中的一種或二種以上，所述陽離子交換樹脂溶液的質量固含量為1-25%。

2.按照權利要求1所述的成膜方法，其特征在于：

所述陽離子交換樹脂溶液的質量固含量優選為2.5-15%。

3.按照權利要求1或2 所述的成膜方法，其特征在于：所述陽離子交換樹脂溶液采用的溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙二醇、N、N-二甲基甲酰胺、N、N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮、環丁砜中的一種或二種以上。

4.按照權利要求1所述的成膜方法，其特征在于：所述工作電極和對電極是表面平整，厚度均勻的金屬板、導電玻璃、石墨板、碳紙中的一種或兩種，所述工作電極表面包裹一層多孔薄膜材料。

5.按照權利要求4所述的成膜方法，其特征在于：所述多孔薄膜材料為ePTFE膜，聚偏氟乙烯多孔膜，聚丙烯多孔膜，聚乙烯多孔膜，聚丙烯-聚乙烯復合多孔膜，織造膜或無紡布。

6.按照權利要求1所述的成膜方法，其特征在于：

工作電極與對電極的距離為0.1-10 cm；

成膜采用恒電壓模式，電壓設定為0.1-30.0 V, 電沉積時間10秒-1小時；

采用恒電流模式，電流密度設定為0.001-10mA/cm², 電沉積時間10秒-1小時。

7.按照權利要求6所述的成膜方法，其特征在于：

工作電極與對電極的距離優選為1-5 cm；

采用恒電壓模式，電壓設定優選為0.2-10 V, 電沉積時間優選為1-20分鐘；

采用恒電流模式，電流密度優選為0.1-5mA/cm², 電沉積時間優選為1- 20分鐘。

8.按照權利要求1所述的成膜方法，其特征在于：

所述酸為硫酸、鹽酸、醋酸、硝酸、磷酸中的一種或二種以上，所述酸溶液的濃度優選為0.5-1M。

9.按照權利要求1-8任一所述方法制得的陽離子交換膜，其特征在于：所述陽離子交換膜干膜厚度為1-200μm，離子電導率為0.01-0.15S/cm、機械強度為1-100MPa。