一种双交联网络阴离子交换膜的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种双交联网络阴离子交换膜的制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种双交联网络阴离子交换膜的制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种双交联网络阴离子交换膜的制备方法和在电渗析脱盐中的应用
。

技术介绍

[0002]淡水缺乏是全球近一半人口目前普遍面临的问题，且事态还在进一步加剧
。
海水淡化可能是解决严重缺水城市淡水资源一劳永逸的途径
。
随着科技水平的不断提高，膜技术应运而生，其能够有效地对水资源污染问题进行处理
。
采用膜技术对水资源进行处理能够大幅度提高水处理的质量，降低水中有害物质的含量
。
水处理膜技术在水处理环节过程当中是一种十分重要的技术，能够有效的提升水处理效果，其发展前景非常可观
。
[0003]聚偏二氟乙烯，简称
PVDF
，是一种高度非反应性热塑性含氟聚合物，相比于全氟化物具有较好的可塑性，且可溶于有机溶剂，易于加工
。
它溶于二甲基乙酰胺等强极性溶剂，具备抗老化
、
耐化学药品
、
耐气候
、
耐紫外光辐射等性能优良，可用作工程塑料，用于制密封圈耐腐蚀设备
、
电容器，也用作涂料
、
绝缘材料和离子交换膜材料等
。
目前的离子交换膜用于处理海水淡化脱盐的是电渗析技术
。
电渗析是膜分离过程中较为成熟的一项技术，已广泛地应用于苦咸水脱盐，是世界上海水淡水的主要方法之一
。
同时，电渗析有能耗低
、r/>占地面积小
、
操作简单和在脱盐过程中无相变等特点
。
但是对于传统电渗析膜由于溶胀以及水迁移等原因往往无法应用达到较高的脱盐效率
。
[0004]综上所述，我们开发了一种有聚偏氟乙烯材料自身优良特性的高脱盐效率的双交联网络阴离子交换膜，用来完成新型电渗析对于水资源海水淡化的问题提供解决的方法
。
[0005]
技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种具有双交联网络的阴离子交换膜的制备方法，该制备工艺简单，通过使阴离子交换膜具有较好的组分分散程度和更稳定的离子交换结构以实现良好的脱盐性能，并提高膜的稳定性和机械强度
。
[0007]本专利技术要解决的第二个问题是提供所述阴离子交换膜在电渗析脱盐中的应用
。
[0008]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种双交联网络阴离子交换膜的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)
将一定质量聚偏氟乙烯溶解于
N,N
‑
二甲基甲酰胺中，在
60
～
70℃
下充分搅拌，得到透明溶液
A
；
[0011](2)
按乙烯基苄基三甲基氯化铵与聚偏氟乙烯的质量比为
1:2
～
3.5
，将对乙烯基苄基三甲基氯化铵于
60
～
70℃
下溶于溶液
A
中，得到溶液
B
；
[0012](3)
按聚偏氟乙烯与1‑
乙烯基咪唑的质量比为
2:1
～
1:1
，将1‑
乙烯基咪唑于
60
～
70℃
溶于溶液
B
，得到溶液
C
；
[0013](4)
按聚偏氟乙烯与过氧化苯甲酰的质量比为
40:1
～
50:1
，将过氧化苯甲酰于
60
～
70℃
溶解于溶液
C
中，得到溶液
D
；
[0014](5)
将溶液
D
加热至
80
～
90℃
，反应8～
12h
后，降温至
40
～
50℃
，加入已溶解于一定
量
N,N
‑
二甲基甲酰胺中的
1,4
‑
对二氯苄，其中聚偏氟乙烯与
1,4
‑
对二氯苄的质量比为
14
～
30:1
，充分搅拌，得到溶液
E
；
[0015](6)
将溶液
E
加热至
70
～
90℃
，反应6～
8h
后，将所得褐色透明溶液铺于干净玻璃板上，于
60
～
90℃
真空干燥
12
～
24h
，即得到双交联网络阴离子交换膜
。
[0016]作为优选，步骤
(1)
中，每克聚偏氟乙烯需
N,N
‑
二甲基甲酰胺5～
10mL。
[0017]作为优选，步骤
(5)
中，聚偏氟乙烯与
1,4
‑
对二氯苄的质量比为
14
～
25:1。
[0018]作为优选，所述的双交联网络阴离子交换膜的厚度控制在
170
～
190
μ
m。
[0019]本专利技术首先将聚偏氟乙烯溶于有机溶剂中制成高分子溶液，通过引入对乙烯基苄基三甲基氯化铵与1‑
乙烯基咪唑，在有引发剂的条件下生成可携带质子的交联高分子材料，并进一步引入具有卤素基团活性位点的
1,4
‑
对二氯苄，使其将1‑
乙烯基咪唑中的叔胺基团发生接枝反应，将其进一步季铵化有利于离子在膜中的传导，即得到改性半均相聚偏氟乙烯阴离子交换膜
。
[0020]第二方面，本专利技术提供了所述双交联网络阴离子交换膜在电渗析脱盐中的应用
。
[0021]作为优选，所述盐为
NaCl。
[0022]本专利技术的双交联网络阴离子交换膜可用于海水淡化脱盐
。
[0023]本专利技术与现有材料和技术相比具有如下的优点：
[0024]1)
利用本专利技术所提出的制备方法制成的阴离子交换膜膜面电阻低，离子交换容量高
。
[0025]2)
利用本专利技术所制备的阴离子交换膜以聚偏氟乙烯作为主要骨架，机械性能与膜稳定性优异
。
[0026]3)
本专利技术制备的阴离子交换膜的制备工艺简单，合成步骤简单，易于产业化
。
[0027]4)
本专利技术制备的阴离子交换膜用于电渗析脱盐性能优异，能够有效地增强离子传递，且水透性能好，适用于电渗析脱盐
。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例使用的电渗析脱盐装置示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种双交联网络阴离子交换膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：
(1)
将一定质量聚偏氟乙烯溶解于
N,N
‑
二甲基甲酰胺中，在
60
～
70℃
下充分搅拌，得到透明溶液
A
；
(2)
按乙烯基苄基三甲基氯化铵与聚偏氟乙烯的质量比为
1:2
～
3.5
，将对乙烯基苄基三甲基氯化铵于
60
～
70℃
下溶于溶液
A
中，得到溶液
B
；
(3)
按聚偏氟乙烯与1‑
乙烯基咪唑的质量比为
2:1
～
1:1
，将1‑
乙烯基咪唑于
60
～
70℃
溶于溶液
B
，得到溶液
C
；
(4)
按聚偏氟乙烯与过氧化苯甲酰的质量比为
40:1
～
50:1
，将过氧化苯甲酰于
60
～
70℃
溶解于溶液
C
中，得到溶液
D
；
(5)
将溶液
D
加热至
80
～
90℃
，反应8～
12h
后，降温至
40
～
50℃
，加入已溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈江南，王炳辉，施龙，叶云飞，
申请(专利权)人：浙江佰辰低碳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：