[發(fā)明專利]一種單網(wǎng)雙極膜片的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010183529.7
• 申請(qǐng)日: 2020-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN113398768A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳小平;陳超;劉東東;李維玉;肖杰;詹興;呂蘇;董紅晨;王靖雯;陳文彬;晏陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛山市云米電器科技有限公司;陳小平
• 主分類號(hào): B01D67/00
• 分類號(hào): B01D67/00;B01D61/44
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 趙蕊紅

本發(fā)明提供的一種單網(wǎng)雙極膜片的制備方法，首先，將陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜裁切為規(guī)格一致的膜片；其次，將陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜無(wú)隔網(wǎng)的一面上下疊合；再次，以溫度T1預(yù)熱疊合的陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜；最后，將疊合的陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜送入輥壓機(jī)進(jìn)行壓輥，并收集經(jīng)壓輥的雙極膜片。該制備方法僅用到輥壓工藝，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，無(wú)需使用有毒化學(xué)試劑進(jìn)行復(fù)雜的反應(yīng)，生產(chǎn)成本低，對(duì)環(huán)境友好無(wú)污染，制備出來(lái)的雙極膜片附著嚴(yán)實(shí)，熔接牢固，完全無(wú)法通過(guò)人力撕開，浸水后兩膜中間沒有氣泡。在水中經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期電解析運(yùn)行后，膜片性能保持穩(wěn)定，中間無(wú)氣泡或水垢產(chǎn)生，使用壽命長(zhǎng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雙極膜技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種單網(wǎng)雙極膜片的制備方法。

背景技術(shù)

雙極膜是由陽(yáng)離子交換膜與陰離子交換膜組成的復(fù)合膜。雙極膜在直流的電場(chǎng)作用下，可以使其兩膜之間的水電解成H⁺和OH^-，兩種離子可以自由通過(guò)陰、陽(yáng)離子交換膜，為水路系統(tǒng)提供H⁺和OH^-。目前雙極膜的制備方法主要有以下幾種：熱壓成型法、黏合成型法、流延成型法、基膜兩側(cè)分別引入功能基團(tuán)和電沉積法。①熱壓成型法：將干燥的陰、陽(yáng)離子交換膜層疊放在用PTFE薄膜覆蓋的不銹鋼板中，排除內(nèi)部氣泡，加熱加壓制得雙極膜。然而，由于熱壓過(guò)程中陰、陽(yáng)兩膜層的相互滲透和固定基團(tuán)的靜電作用，雙極膜中間界面層形成高電阻區(qū)域，使得工作電壓升高。②黏合成型法：用黏合劑分別涂覆陰、陽(yáng)離子交換膜的內(nèi)側(cè)，然后疊合，排除內(nèi)部的氣泡和液泡，經(jīng)干燥后制得雙極膜。黏合法制備的雙極膜常因?yàn)閮赡又g的黏合力不足導(dǎo)致使用過(guò)程中雙極膜的陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜從黏合處分開，嚴(yán)重影響使用。③流延成型法：在陽(yáng)離子交換膜層上覆蓋一層分散有陰離子交換樹脂的聚合物溶液，或者在陰離子交換膜層上覆蓋一層分散有陽(yáng)離子交換樹脂的聚合物溶液，將聚合物溶液干燥成型后，即制得雙極膜。該方法是目前制備雙極膜最常用的方法，但是，流延中溫度、濕度等外界環(huán)境的影響因素以及干燥浴、干燥時(shí)間等工藝參數(shù)的設(shè)定都會(huì)影響雙極膜的結(jié)構(gòu)和性能。④在基膜兩側(cè)分別引入功能基團(tuán)：用化學(xué)方法在基膜的兩側(cè)分別引入陰、陽(yáng)離子交換基團(tuán)，從而制得單片型雙極膜。該技術(shù)存在基膜兩側(cè)陰、陽(yáng)離子交換膜層的厚度不易控制，陰、陽(yáng)離子交換膜層表面不平行的缺點(diǎn)，工藝復(fù)雜。⑤電沉積成型法：將離子交換膜組裝在電解槽中，在直流電場(chǎng)的作用下，電解液里懸浮的帶有相反電性的離子交換樹脂的粒子沉積在膜的表面，從而制備雙極膜。該方法制備工藝復(fù)雜，需要使用額外的化學(xué)試劑。

上述五種現(xiàn)有制備雙極膜的方法，主要不足之處體現(xiàn)在物理方法制備的雙極膜的陰、陽(yáng)離子交換膜的附著力差，兩膜層間容易開裂脫落，影響雙極膜的使用性能，還體現(xiàn)在化學(xué)方法制備雙極膜的過(guò)程需要用到有毒的化學(xué)原料或輔助試劑，對(duì)環(huán)境造成污染，工藝復(fù)雜，成本高。特別是在水處理領(lǐng)域，如果有毒物質(zhì)在雙極膜殘留，不但起不到對(duì)水凈化處理的效果，還引入污染源，對(duì)人體健康造成損害。因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種單網(wǎng)雙極膜片的制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)不足甚為必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種單網(wǎng)雙極膜片的制備方法，該方法工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，對(duì)環(huán)境友好無(wú)污染的特點(diǎn)，制備出來(lái)的雙極膜片附著嚴(yán)實(shí)，熔接牢固，膜層間無(wú)氣泡，性能長(zhǎng)期穩(wěn)定。

本發(fā)明的上述目的通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)。

提供一種單網(wǎng)雙極膜片的制備方法，包括以下步驟：步驟S1：將陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜裁切為規(guī)格一致的膜片；步驟S2：將陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜相對(duì)疊合；步驟S3：以溫度T1預(yù)熱疊合的陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜；步驟S4：將疊合的陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜送入輥壓機(jī)進(jìn)行壓輥，收集經(jīng)輥壓的復(fù)合膜片，即可制得單網(wǎng)雙極膜片。

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，步驟S1中，所述陽(yáng)離子交換膜一面有隔網(wǎng)，另一面無(wú)隔網(wǎng)；所述陰離子交換膜一面有隔網(wǎng)，另一面無(wú)隔網(wǎng)。