【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阴离子交换膜制备，具体涉及基于交联网络结构的pypech/pva/pi扩散渗析酸回收用阴离子交换膜、制备方法及其应用。
技术介绍
1、在高度工业化发展的现阶段，工业生产过程中产生的酸性废水不仅对生态环境造成极大的不良影响，而且对人体健康造成危害。处理酸性废水的方法众多，包括溶剂萃取、蒸发、中和、直接处理、结晶、热分解和扩散渗析。其中，扩散渗析因其成本低、能耗少而成为酸性废水处理领域的代表性方法。阴离子交换膜(aems)作为扩散渗析过程中最重要的组成部分，越来越受到学术界的关注。然而作为最常见的膜材料，聚乙烯醇(pva)的极端亲水性却限制了其在酸性废水处理领域的广泛应用。
2、鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决由于聚乙烯醇(pva)的极端亲水性限制了其在酸性废水处理领域的广泛应用的问题，提供了基于交联网络结构的pypech/pva/pi扩散渗析酸回收用阴离子交换膜、制备方法及其应用。
2、为了实现上述目的，专利技术公开了基于交联网络结构的pypech/pva/pi扩散渗析酸回收用阴离子交换膜的制备方法，包括以下步骤：
3、s1，将聚乙烯醇(pva)、聚酰亚胺(pi)和聚环氧氯丙烷(pech)溶于二甲基亚砜，边搅拌边加热至90℃，继续搅拌2h，得到均匀混合液；
4、s2，将步骤s1中得到的混合液涂覆在玻璃上，蒸发法成膜；
5、s3
6、s4，待步骤s3中的反应结束后降至室温取出膜，用去离子水将膜清洗干净，干燥后，热处理后得到阴离子交换膜。
7、所述步骤s1中，聚环氧氯丙烷、聚乙烯醇和聚酰亚胺的质量比为0.3：1～1.5∶1。
8、所述步骤s1中，聚酰亚胺为可溶性聚酰亚胺。
9、所述步骤s2中，蒸发法成膜具体条件为：烘箱温度80℃，干燥时间48h。
10、所述步骤s3中，交联和季胺化反应的温度为80℃，压力为1mpa，反应时间为8h。
11、所述步骤s4中，膜的初始厚度为90μm-110μm。
12、所述步骤s4中，热处理具体如下：将剥落的膜以10℃/h的速率从25℃升温至120℃，然后在烘箱里每隔2h降温10℃，至25℃，反复三次。
13、本专利技术还公开了采用上述制备方法制得的基于交联网络结构的pypech/pva/pi扩散渗析酸回收用阴离子交换膜以及这种基于交联网络结构的pypech/pva/pi扩散渗析酸回收用阴离子交换膜在处理酸性废水中的应用。
14、在乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)中，羟基的数量远小于聚乙烯醇(pva)，因此亲水性并不会像聚乙烯醇(pva)那样极端。另外，聚酰亚胺(pi)是一种稳定性良好、机械性能优异的材料，将其应用于膜的制备当中会使得膜的实际应用性能得到提升。
15、将聚酰亚胺(pi)与聚乙烯醇(pva)共同引入到膜的制备过程当中，这两种物质结构和性质相似，具有良好的相容性。并采用交联的方式在膜结构当中形成两种不同的网络结构，这两种分别由聚酰亚胺(pi)与聚环氧氯丙烷、聚聚乙烯醇(pva)各自交联而成的网络结构之间也会发生交联，不同的网络结构之间彼此交联缠绕，大大提升了膜结构的稳定性。同时也对聚乙烯醇(pva)在水中的过度溶胀有着极大地限制，保证了膜的尺寸稳定性。在不同组分之间存在着轻微程度的相分离，膜的扩散渗析性能也会得到提升。
16、由于在聚环氧氯丙烷(pech)的侧链上存在氯甲基，pech中的氯甲基与聚酰亚胺中叔胺发生反应，在季铵化的过程当中可以避免使用致癌的氯甲基化试剂(例如氯甲醚)，因此采用季铵化的聚环氧氯丙烷来为阴离子交换膜提供离子交换位点是一种简单安全，绿色环保的制备方法。通过联吡啶与聚环氧氯丙烷(pech)的季铵化反应，成功的制备出季铵化聚环氧氯丙烷(pypech)，同时也发生交联反应。
17、与现有技术比较本专利技术的有益效果在于：
18、1、本专利技术将聚酰亚胺(pi)与聚乙烯醇(pva)共同用于制备阴离子交换膜，两者结构相似，能够共同溶于相同的有机溶剂中，大大降低了制备过程的复杂程度，并且在不同组分之间会有轻微相分离，这对于提升膜的扩散渗析性能有着积极的影响；
19、2、在膜中构建了两种不同的网络结构，分别由聚酰亚胺(pi)、聚乙烯醇(pva)和聚环氧氯丙烷(pech)和联吡啶相互交联而成，这两种网络结构彼此相互交织包裹缠绕，并且会相互交联，大大增加了膜结构的稳定性，提升了膜的机械性能和稳定性，同时限制了膜的溶胀，保证了膜在实际应用中的尺寸稳定性；
20、3、使用的聚环氧氯丙烷(pech)的侧链上存在氯甲基，在季铵化的过程当中可以避免使用致癌的氯甲基化试剂(例如氯甲醚)，因此采用季铵化的聚环氧氯丙烷(pypech)来为阴离子交换膜提供离子交换位点是一种简单安全，绿色环保的制备方法；制备出的季铵化的聚环氧氯丙烷(pypech)是一种线性聚合物，渗透入由聚酰亚胺(pi)与聚乙烯醇(pva)构建的稳定网络结构当中，并被牢牢的固定在其中；
21、4、本专利技术使用具有优异化学稳定性的聚合物材料聚酰亚胺(pi)，聚乙烯醇(pva)和聚环氧氯丙烷(pech)，采用绿色环保，简单高效的制备方法，避免了传统制备阴离子交换膜步骤中的氯甲基化过程，制备出的膜产品具有潜在的应用前景。
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1.基于交联网络结构的PyPECH/PVA/PI扩散渗析酸回收用阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于交联网络结构的PyPECH/PVA/PI扩散渗析酸回收用阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，聚环氧氯丙烷、聚乙烯醇和聚酰亚胺的质量比为0.3：1～1.5∶1。
3.如权利要求1所述的基于交联网络结构的PyPECH/PVA/PI扩散渗析酸回收用阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，聚酰亚胺为可溶性聚酰亚胺。
4.如权利要求1所述的基于交联网络结构的PyPECH/PVA/PI扩散渗析酸回收用阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，蒸发法成膜具体条件为：烘箱温度80℃，干燥时间48h。
5.如权利要求1所述的基于交联网络结构的PyPECH/PVA/PI扩散渗析酸回收用阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，交联和季胺化反应的温度为80℃，压力为1Mpa，反应时间为8h。
6.如权利要求1所述的基于交联网络结构的PyPECH/PVA/P
7.如权利要求1所述的基于交联网络结构的PyPECH/PVA/PI扩散渗析酸回收用阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，热处理具体如下：将剥落的膜以10℃/h的速率从25℃升温至120℃，然后在烘箱里每隔2h降温10℃，至25℃，反复三次。
8.一种采用如权利要求1～7任一项所述的制备方法制得的基于交联网络结构的PyPECH/PVA/PI扩散渗析酸回收用阴离子交换膜。
9.一种如权利要求8所述的基于交联网络结构的PyPECH/PVA/PI扩散渗析酸回收用阴离子交换膜在扩散渗析法处理酸性废水中的应用。
...【技术特征摘要】
1.基于交联网络结构的pypech/pva/pi扩散渗析酸回收用阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于交联网络结构的pypech/pva/pi扩散渗析酸回收用阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，聚环氧氯丙烷、聚乙烯醇和聚酰亚胺的质量比为0.3：1～1.5∶1。
3.如权利要求1所述的基于交联网络结构的pypech/pva/pi扩散渗析酸回收用阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，聚酰亚胺为可溶性聚酰亚胺。
4.如权利要求1所述的基于交联网络结构的pypech/pva/pi扩散渗析酸回收用阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，蒸发法成膜具体条件为：烘箱温度80℃，干燥时间48h。
5.如权利要求1所述的基于交联网络结构的pypech/pva/pi扩散渗析酸回收用阴离子交换膜的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：李萍，管艳梅，程从亮，沈海洋，张文暄，于翔耀，仁阳，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：
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