[發明專利]一種耐用性增強的雙極膜的制備方法

在審

• 申請號: 202110235388.3
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN113073356A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 朱建楠;徐詩艷;陳華勇;朱昊天;吳國慶
• 申請（專利權）人: 安徽南都華鉑新材料科技有限公司;界首市南都華宇電源有限公司
• 主分類號: C25B13/04
• 分類號: C25B13/04;C25B9/17;C25B11/036;C25B1/04
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 張加寬

本發明公開了一種耐用性增強的雙極膜的制備方法，包括以下步驟：首先，將0.5?0.8份硅酸鈉水溶液與0.5?0.8份聚乙烯醇水溶液混合均勻，然后加入0.05?0.09份的乙酰丙酮，攪拌混合，然后流延風干成膜、交聯，水洗、風干得到陽離子膜；然后，向殼聚糖溶液內加入40?60mL改性劑，攪拌混合均勻，然后在攪拌過程中加入60?80mL的體積分數為3?4％的戊二醛溶液，混合均勻后，經減壓脫泡，流延于陽離子膜上，風干后得到雙極膜，本發明克服了現有技術的不足，該方法制備的雙極膜的機械性能好，且槽電壓低。

技術領域

本發明涉及雙極膜技術領域，具體屬于一種耐用性增強的雙極膜的制備方法。

背景技術

雙極膜亦稱雙極性膜，是特種離子交換膜，它是由一張陽膜和一張陰膜復合制成的陰、陽復合膜。該膜的特點是在直流電場的作用下，陰、陽膜復合層間的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構分可分為均相雙極膜和異相雙極膜。

雙極膜的制備方法包括流延、疊合、粘合和熱壓等，其中流延法的基本過程是在陰離子交換膜層上覆蓋一層分散有陽離子交換樹脂的聚合物溶液，或者在陽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，經干燥而制得雙極膜。也可以直接用液態的離子交換材料，如二-(2-乙烯基-己基)-焦磷酸、三辛基甲基氯化銨等，代替離子交換樹脂分散的聚合物溶液。為了使兩膜層能結合緊密，在覆蓋前可對陰膜層或陽膜層的表面進行粗糙化處理，如砂紙打磨，表面壓花(紋)，等離子體表面蝕刻等。但是現有的雙極膜的機械性能較差，導致耐用性不足，且雙極膜主要使用無機材料制成，導致其槽電壓偏高，使用效果不佳。

發明內容

本發明的目的是提供一種耐用性增強的雙極膜的制備方法，克服了現有技術的不足，制備的雙極膜的機械性能好，且槽電壓低。

為解決上述問題，本發明所采取的技術方案如下：

一種耐用性增強的雙極膜的制備方法，包括以下步驟：

首先，稱取硅藻酸鈉配制成8-10wt％的硅藻酸鈉溶液，稱取聚乙烯醇配制成5-8wt％的聚乙烯醇水溶液，按體積份數將0.5-0.8份硅酸鈉水溶液與0.5-0.8份聚乙烯醇水溶液混合均勻，然后加入0.05-0.09份的乙酰丙酮，攪拌混合，加熱至40-50℃密閉保溫20-50min，進行減壓脫泡，流延風干成膜，然后用8-10％的氯化鐵浸泡交聯1-3h，用蒸餾水沖洗干凈，自然風干，得到陽離子膜；

然后，稱取殼聚糖，使用1-5wt％的乙酸水溶液溶解，配制1.0-1.3L的3-5wt％的殼聚糖溶液，然后向殼聚糖溶液內加入40-60mL改性劑，攪拌混合均勻，然后在攪拌過程中加入60-80mL的體積分數為3-4％的戊二醛溶液，混合均勻后，經減壓脫泡，流延于陽離子膜上，風干后得到雙極膜。

優選地，所述的改性劑的制備方法為：將鐵源、鋅源、堿和水按質量比3:0.2-0.5:0.8:60混合均勻，然后置于高壓反應釜內120-180℃反應12-24小時，然后冷卻至室溫，過濾干燥，得到鋅改性氧化鐵，然后按重量份將0.3-0.8份鋅改性氧化鐵與1-5份表面活性劑超聲分散于2L水中，然后靜置，取上層懸浮液，即為改性劑。

優選地，所述的鐵源、鋅源、堿為氯化鐵、氯化鋅、尿素。

優選地，所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉。

優選地，所述的改性劑還包括3-10mL的乙氧基硅氧烷E40。

本發明與現有技術相比較，本發明的實施效果如下：