[發(fā)明專利]一種雙極膜的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911289675.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN110917881A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李金博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西易萊德新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): B01D61/44
• 分類號(hào): B01D61/44;B01D67/00;B01D69/12;B01J43/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 弓長

本發(fā)明公開了一種雙極膜的制備方法，包括如下步驟：制備氧化物涂液：稱取氧化物混散于有機(jī)溶劑中，加熱攪拌并經(jīng)高溫滅菌后得到氧化物涂液；制備陽離子交換膜：選用聚醚酮膜為基膜，取聚丙烯醇加入CMC水溶液或SA水溶液中，得PVA?SA水溶液或PVA?CMC水溶液，將氧化物涂液加入攪拌混合后旋凃于陽離子交換膜基膜表面；制備陰離子交換膜：采用混合物作為陰離子交換膜的基膜基材，加入戊二醛制成粘稠膜液，通過流延法將粘稠膜液流延于陽離子交換膜基膜的另一面干燥后，將氧化物涂液旋凃于陰離子交換膜基膜表面，制得雙極膜；將雙極膜水洗若干次，再浸泡入雙氧水溶液中20?25小時(shí)后即可。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雙極膜技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雙極膜的制備方法。

背景技術(shù)

雙極膜是由一張陽膜和一張陰膜復(fù)合制成的陰、陽復(fù)合膜，該膜在直流電場(chǎng)的作用下，陰、陽膜復(fù)合層間的H2O解離成H+和OH-并分別通過陰膜和陽膜，作為H+和OH-離子源，雙極膜按宏觀膜體結(jié)構(gòu)分可分為均相雙極膜和異相雙極膜，由于雙極膜優(yōu)異的性能，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到酸堿生產(chǎn)、污水處理、有機(jī)合成等領(lǐng)域。

雙極膜中間界面層水解離效率的大小是衡量雙極膜性能優(yōu)越性的關(guān)鍵，水解離速率的提高有利于降低雙極膜的阻抗，節(jié)約電能消耗，因此提高雙極膜中間界面層水解離效率就尤為重要。現(xiàn)有技術(shù)中提高雙極膜中間界面層水解離效率主要是采用對(duì)陰陽、離子交換膜進(jìn)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。現(xiàn)有技術(shù)在提高雙極膜中間界面層水解離效率方面盡管取得成效，但水解離效率仍然較低，而且制備工藝復(fù)雜，制備條件苛刻，整個(gè)制備工藝耗能大，成本高，而且對(duì)技術(shù)人員的專業(yè)度要求高。

因此，亟需設(shè)計(jì)一種耗能低、工藝簡單的雙極膜的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種雙極膜的制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的制備工藝復(fù)雜，制備條件苛刻，整個(gè)制備工藝耗能大，成本高，而且對(duì)技術(shù)人員的專業(yè)度要求高的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種雙極膜的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、制備氧化物涂液：稱取CoAl-MMO、ZnAl-MMO、ZnFe-MMO和CoCr-MMO混散于有機(jī)溶劑中，加熱至50-60℃，攪拌并經(jīng)高溫滅菌后得到氧化物涂液；

步驟2、制備陽離子交換膜：選用聚醚酮膜為基膜，進(jìn)行表面活化，再進(jìn)行含浸苯丁稀反應(yīng)，在150℃-180℃的高溫下進(jìn)行聚合反應(yīng)；稱取羧甲基纖維素鈉或海藻酸鈉，配制成CMC水溶液或SA水溶液；另取聚丙烯醇，加入60％的乙醇溶液加熱攪拌溶解，加入到上述制備的CMC水溶液或SA水溶液中,攪拌均勻，得PVA-SA水溶液或PVA-CMC水溶液；將步驟1中得到的氧化物涂液加入PVA-SA水溶液或PVA-CMC水溶液中，以180-200r/min攪拌混合后旋凃于陽離子交換膜基膜表面；

步驟3、制備陰離子交換膜：采用聚丙烯醇、陰離子交換樹脂和聚乙烯芐基氯組成的混合物作為陰離子交換膜的基膜基材，邊攪拌邊加入戊二醛溶液制成粘稠膜液，通過流延法將粘稠膜液流延于步驟2陽離子交換膜基膜的另一面制得陰離子交換膜的基膜，待干燥后，將步驟1中得到的氧化物涂液旋凃于陰離子交換膜基膜表面，制得雙極膜；

步驟4、制備雙極膜：將步驟3中制得的雙極膜用去離子水清洗若干次，再浸泡入雙氧水溶液中20-25小時(shí)后即可。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

步驟1中的有機(jī)溶劑為85％的乙醇。

步驟1具體為：稱取質(zhì)量份數(shù)比為1：2：1：1.5的CoAl-MMO、ZnAl-MMO、ZnFe-MMO和CoCr-MMO混散于濃度為85％的乙醇中，加熱至50-60℃，攪拌并經(jīng)高溫滅菌后得到氧化物涂液。