一种用于碳酸氢钠纯化的两性离子交换膜及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种用于碳酸氢钠纯化的两性离子交换膜的制备工艺，包括以下步骤：（1）CNT表面改性；（2）MOF材料合成；（3）磁体复合材料合成；（4）季铵基负载；（5）磺酸基负载；（6）铸膜液配制；（7）浇铸成膜。本发明专利技术还提供了根据上述制备工艺制备而成的用于碳酸氢钠纯化的两性离子交换膜。本发明专利技术将CNT与MOF材料复合形成磁体复合材料，CNT的高机械强度和高导电性可弥补MOF材料在机械性能和电子传导方面的不足，而MOF材料的高比表面积、丰富孔道以及吸附性能则与CNT的特性协同作用，增强了两性离子交换膜的整体性能，使得两性离子交换膜表现出优异的电渗析性能、吸附性能、长期运行稳定性和耐酸碱稳定性；属于两性离子交换膜制备技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于两性离子交换膜制备，具体涉及一种用于碳酸氢钠纯化的两性离子交换膜及其制备工艺。

技术介绍

1、随着imo政策及船级社法规的不断推进，基于船舶废气的后处理技术重要性日益突显，由此应运而生的船载碳捕集技术正迎来全新的发展机遇与挑战。在众多船载碳捕集技术中，目前常用方法为吸收-解吸法和碳捕集矿化法。在船载碳捕集矿化过程中，需要对碳酸氢钠溶液进行高效提浓，这就需要使用两性离子交换膜对碳酸氢钠溶液进行纯化。传统材料制备的两性离子交换膜在性能上存在局限，对碳酸氢钠溶液的提纯效果较差。

2、碳纳米管（cnt）具有优异的机械性能、电学性能、高比表面积与中空结构，优异的机械性能能够显著增强膜的整体机械性能，优异的电学性能能够提升离子迁移速率和纯化效率，优异的高比表面积与中空结构为两性离子交换基团提供了丰富的附着位点，有助于提高膜对碳酸氢钠的选择性。金属有机框架（mof材料）拥有极大的比表面积，对多种分子和离子具有独特的吸附性能，可有效去除碳酸氢钠溶液中的微量杂质离子，进一步提高碳酸氢钠的纯度。将cnt与mof材料复合形成磁体复合材料，其凭借独特的物本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于碳酸氢钠纯化的两性离子交换膜的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于碳酸氢钠纯化的两性离子交换膜的制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，酸混合溶液为浓硝酸和浓硫酸按照体积比1:3混合而成，CNT与酸混合溶液的质量比为1:85；在60-80℃下回流搅拌4-6h；反应结束后，使用去离子水反复离心洗涤，直至上清液pH值呈中性。

3.根据权利要求1所述的用于碳酸氢钠纯化的两性离子交换膜的制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，MOF材料包括ZIF-8，ZIF-8的制备过程具体如下：将六水合硝酸锌和2-甲基咪唑分别溶解在甲醇中，然后将两者的...

【技术特征摘要】

1.一种用于碳酸氢钠纯化的两性离子交换膜的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于碳酸氢钠纯化的两性离子交换膜的制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，酸混合溶液为浓硝酸和浓硫酸按照体积比1:3混合而成，cnt与酸混合溶液的质量比为1:85；在60-80℃下回流搅拌4-6h；反应结束后，使用去离子水反复离心洗涤，直至上清液ph值呈中性。

3.根据权利要求1所述的用于碳酸氢钠纯化的两性离子交换膜的制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，mof材料包括zif-8，zif-8的制备过程具体如下：将六水合硝酸锌和2-甲基咪唑分别溶解在甲醇中，然后将两者的甲醇溶液在室温下快速混合，剧烈搅拌反应，反应结束后，离心收集沉淀，洗涤，干燥，得到zif-8粉末；其中，六水合硝酸锌、2-甲基咪唑、甲醇的摩尔比为1:8:750；剧烈搅拌反应6-8h；使用甲醇多次洗涤，在60-80℃下真空干燥12-24h。

4.根据权利要求3所述的用于碳酸氢钠纯化的两性离子交换膜的制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，羧基化的cnt与mof材料的质量比为1:1-1:10；分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、1-乙基-3-甲基乙酸咪唑、γ-环糊精、聚乳酸-羟基乙酸-聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种或至少两种的组合，有机溶剂包括n-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯、二甲基亚砜、丙酮、全氟己烷中的任意一种或至少两种的组合，分散剂的加入量为溶剂质量的0.2-4wt%，有机溶剂的加入量为溶剂体积的85-98vol%；在120-180℃下反应8-16h进行复合。

5.根据权利要求1所述的用于碳酸氢钠纯化的两性离子交换膜的制备工艺，其特征在于，步骤（3）中，季铵化试剂包括三甲胺-乙醇溶液，三甲胺-乙醇溶液中三甲胺的浓度为20-30wt%，每克cnt-mof磁体复合材料对应30-150ml季...

【专利技术属性】
技术研发人员：王阳，詹世杰，李升杰，
申请(专利权)人：威海中远海运重工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：