[發明專利]一種單價選擇性陽離子交換膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201910541888.2
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN112108019A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 張楊;毛德彬;王子;周達;馬肖;張琪;談永軍;邵震;郭亞群
• 申請（專利權）人: 江蘇宜青眾博節能環保技術研究院有限公司
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D71/52;B01D71/34;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種單價選擇性陽離子交換膜，其特征在于：所述單價選擇性陽離子交換膜的厚度為80～200μm，所述單價選擇性陽離子交換膜的界面聚合層厚度為50～300nm，所述單價選擇性陽離子交換膜的電阻為2～5Ω/cm²，所述單價選擇性陽離子交換膜的離子交換容量為0.5～5mmol/g。

2.一種如權利要求1所述的單價選擇性陽離子交換膜的制備方法，其特征在于：所述單價選擇性陽離子交換膜通過以下步驟制備得到：

S1基膜的制備：將可溶性聚合物加入到溶劑中，充分攪拌配制成鑄膜液，超聲后靜置，然后脫泡后流延或刮成膜，室溫下干燥或凝膠浴相轉化后干燥得到基膜；

S2介孔聚合物的制備：在水浴條件下利用高分子前驅體和非離子表面活性劑的有機-有機自組裝，然后除去非離子表面活性劑，得到介孔聚合物；

S3水相懸濁液的制備：稱取質量分數1～5％的二胺和pH8～11的酸接收劑溶入水中充分溶解后，然后加入1～5％的S2制備的介孔聚合物得到水相懸濁液；

S4油相溶液的制備：將1,3,5-苯三酰氯溶解在正己烷或者庚烷中，使得其質量分數為0.1～1％得到油相溶液；

S5單價選擇性陽離子交換膜的制備：于15～40℃下，將S1制備得到的基膜表面倒上一層S3制備得到的水相懸濁液，1～30min后倒掉水相懸濁液；晾干后，于15～40℃再倒上一層S4制備得到的油相溶液，5s～5min后倒掉油相溶液，烘干后即得到所述的單價選擇性陽離子交換膜。

3.根據權利要求2所述的一種單價選擇性陽離子交換膜的制備方法，其特征在于：所述S1中的可溶性聚合物為聚砜、聚偏氟乙烯、聚醚醚酮或則磺化聚砜中的至少一種，所述溶劑為N,N-二甲基甲酰胺和丙酮為溶劑的至少一種。

4.根據權利要求2所述的一種單價選擇性陽離子交換膜的制備方法，其特征在于：所述S1中的可溶性聚合物和丙酮的質量比為1:19-19:1，所述攪拌的溫度為60～90℃，所述攪拌時間為0.5～5h。

5.根據權利要求2所述的一種單價選擇性陽離子交換膜的制備方法，其特征在于：所述S2中的介孔聚合物含有磺酸基和羧基功能基團，所述介孔聚合物的孔徑1～10nm，所述介孔聚合物的的機構為面心立方或者體心立方。

6.根據權利要求2所述的一種單價選擇性陽離子交換膜的制備方法，其特征在于：所述S2中可采用煅燒或者酸洗、溶劑萃取等方法除去非離子表面活性劑。

7.根據權利要求2所述的一種單價選擇性陽離子交換膜的制備方法，其特征在于：所述S3中的二胺選自哌嗪、哌嗪-2-羧酸、哌嗪-2-磺酸、1,3-苯二胺、2,4-二氨基苯甲酸、2,4-二氨基苯磺酸、1,4-苯二胺、2,5-二氨基-苯甲酸和2,5-二氨基-苯磺酸中的至少一種。

8.根據權利要求2所述的一種單價選擇性陽離子交換膜的制備方法，其特征在于：所述S3中的酸接收劑為NaOH和Na₂CO₃中一種或者兩者混合。

9.根據權利要求2所述的一種單價選擇性陽離子交換膜的制備方法，其特征在于：所述S3二胺、酸接收劑和水的質量比為1：1～3：6～8。

10.根據權利要求2所述的一種單價選擇性陽離子交換膜的制備方法，其特征在于：所述S5中烘干溫度為30～80℃，烘干時間為2min～2h。