【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于膜分离，具体涉及一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的制备方法及应用。
技术介绍
1、现代应用越来越需要分离电性相同但价态不同的离子，特别是一价和二价阳离子。这种分离对于海水盐精炼、盐湖锂提取和工业废酸回收等过程至关重要。然而，由于一价离子和二价离子具有相似的物理和化学特性，开发具有高效单价离子选择性的膜仍是一项挑战。
2、对于多种价态离子共存的混合溶液体系，分离膜对不同价态离子的选择性主要基于离子和分离膜之间的亲和力差异以及离子在分离膜中的迁移速率差异。为了提高膜的一价离子选择性，人们广泛研究了基于筛分效应和静电排斥机理的表面改性方法。(1)孔径筛分效应：通常单价离子的水合半径小于多价离子，离子交换膜的致密结构会将一部分水合半径更大的离子排斥在外，水合半径小的离子则更容易通过。(2)电荷排斥：当基膜的表面或者内部被赋予与基膜本身固定电荷相反的离子基团电荷，则该膜会产生对溶液中多价态离子相比于单价态离子更强的排斥力。然而，这两种方法都是基于一价离子和二价离子之间的尺寸差距以及静电排斥作用差异。制备的改性层通常会出现离子通道不连续，通道大小不可控及离子传输阻力过大等问题。
3、近年来，人们发现由二维材料构建的纳米或亚微米级通道中的质量输运不同于溶液环境中的质量输运，例如超快水输运和选择性离子输运。二维纳米材料中的层间通道具有限域效应，这意味着材料的表面特性(如表面电荷密度、极性等)和空间尺度会显著影响不同大小和电荷的离子的内部传输速率。因此，二维(2d)纳米材料已成为膜分离的
技术实现思路
1、本专利技术目的是为了解决上述技术问题，而提供一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的制备方法及应用。
2、一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的制备方法，它按以下步骤进行：
3、一、对常规聚丙烯腈膜(pan膜)进行碱性水解，得到基底膜(hpan膜)；
4、二、将多巴胺和聚乙烯亚胺溶于三羟甲基氨基甲烷缓冲液中并振荡，得聚多巴胺/聚乙烯亚胺共聚液(pdapei共聚液)；
5、三、将聚多巴胺/聚乙烯亚胺共聚液与蒙脱土悬浮液(mmt悬浮液)超声混合，得混合溶液，然后通过真空抽滤将混合溶液均匀地抽滤到基底膜表面，再放入烘箱中热处理，获得蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜，即完成所述制备方法。
6、进一步的，步骤一中所述碱性水解：采用1.5m naoh溶液60℃下水解1h。
7、进一步的，步骤二中所述聚多巴胺/聚乙烯亚胺共聚液中多巴胺的含量为2g/l；聚乙烯亚胺的含量为0.2～2g/l，相对分子量为600；三羟甲基氨基甲烷的含量为50mm，ph值为8.5。
8、进一步的，步骤二中所述振荡的温度为20～40℃，相对湿度为40～60％，速度为100r/min，时间为2～40h。
9、进一步的，步骤三中所述蒙脱土悬浮液的浓度为300mg/l。
10、进一步的，步骤三中所述聚多巴胺/聚乙烯亚胺共聚液与蒙脱土悬浮液的体积比为(0.5～12)ml:(0.5～6)ml。
11、进一步的，步骤三中所述超声混合的时间为20～30min。
12、进一步的，步骤三中真空抽滤为0.10mpa，真空抽滤的膜面积为12.56cm2。
13、进一步的，步骤三中所述热处理：于60～100℃下热处理2～12h。
14、上述蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的应用，将它用于电渗析分离单多价离子。
15、本专利技术的优点：
16、(1)本专利技术中mmt是一种优秀2d纳米材料，它是一种低成本、高产出的天然矿物，由带负电荷的水合铝硅酸镁层状薄片和层间阳离子组成。当mmt在水溶液中完全水合时，由于层状硅酸盐片之间存在微弱的范德华相互作用并形成纳米片，因此很容易在超声波和剪切力的作用下剥离；蒙脱土纳米片构筑的二维纳米通道填充有聚多巴胺/聚乙烯亚胺共聚物，对mg2+具有更高的静电排斥作用，再结合层间的尺寸筛分效应，赋予膜良好的单价选择性。
17、(2)负电荷表面的蒙脱土纳米通道在提供离子通道的同时减少了离子传输阻力，在提高单价阳离子选择性分离膜选择性的同时改善了单价离子传输状况。
18、(3)聚多巴胺/聚乙烯亚胺共聚物优良的粘附性避免了蒙脱土纳米片在水坏境中的溶胀问题，保证了单价阳离子选择性分离膜的长期使用稳定性。
19、本专利技术制备的蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜适用于电渗析分离单多价离子。
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1.一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的制备方法，其特征在于它按以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述碱性水解：采用1.5M NaOH溶液60℃下水解1h。
3.根据权利要求1所述的一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述聚多巴胺/聚乙烯亚胺共聚液中多巴胺的含量为2g/L；聚乙烯亚胺的含量为0.2～2g/L，相对分子量为600；三羟甲基氨基甲烷的含量为50mM，PH值为8.5。
4.根据权利要求1所述的一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述振荡的温度为20～40℃，相对湿度为40～60％，速度为100r/min，时间为2～40h。
5.根据权利要求1所述的一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的制备方法，其特征在于步骤三中所述蒙脱土悬浮液的浓度为300mg/L。
6.根据权利要求1所述的一种蒙脱土基二
7.根据权利要求1所述的一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的制备方法，其特征在于步骤三中所述超声混合的时间为20～30min。
8.根据权利要求1所述的一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的制备方法，其特征在于步骤三中真空抽滤为0.10MPa，真空抽滤的膜面积为12.56cm2。
9.根据权利要求1所述的一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的制备方法，其特征在于步骤三中所述热处理：于60～100℃下热处理2～12h。
10.如权利要求1所述一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的应用，其特征在于是将蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜用于电渗析分离单多价离子。
...【技术特征摘要】
1.一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的制备方法，其特征在于它按以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述碱性水解：采用1.5m naoh溶液60℃下水解1h。
3.根据权利要求1所述的一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述聚多巴胺/聚乙烯亚胺共聚液中多巴胺的含量为2g/l；聚乙烯亚胺的含量为0.2～2g/l，相对分子量为600；三羟甲基氨基甲烷的含量为50mm，ph值为8.5。
4.根据权利要求1所述的一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述振荡的温度为20～40℃，相对湿度为40～60％，速度为100r/min，时间为2～40h。
5.根据权利要求1所述的一种蒙脱土基二维纳米离子传输通道的单价阳离子选择分离膜的制备方法，其特征在于步骤三中所述蒙脱土悬浮液的浓度为300...
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