本发明专利技术提供了一种快离子导体镶嵌膜制备海水淡化设备；是将本征导电聚合物聚合成快离子导体多孔基体材料与荷电聚合物镶嵌复合成能够渗透分离电解质的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜的制备方法，是将膜分离所需的推动力压力差、浓度差、电位差组合在一起的高性能电解质分离膜；以及安装有该导电的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜海水淡化设备的制造方法，该设备也可用于反渗透、电渗析领域而且不需外加电源。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种将本征导电聚合物聚合成快离子导体多孔基体材料与荷电物镶嵌复合成能够渗透分离电解质的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜的制备方法、使用该快离子导体镶嵌离子交换渗透膜的制备方法、以及安装有该导电的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜海水淡化设备的制造方法。
技术介绍
目前研究涉及的都是电荷嵌镶膜，还没有见到将本征导电聚合物聚合成导电的快离子导体多孔基体材料与荷电聚合物镶嵌复合成能够渗透分离电解质的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜。众多的研究表明，现有研究的电荷嵌镶膜的每个阳离子聚合物区域和阴离子聚合物区域基本上相互交替的方式在膜的厚度方向上延伸。这些公知的膜具有可渗析低分子量电解质的功能，但是它们不能渗析非电解质或对此种电解质的渗析速率非常低，另外现有技术中的电荷嵌镶膜仍然存在着电解质渗析率低和渗析速度显得太慢的问题。用现有技术制备出的一种电荷嵌镶膜的方法，已有很多文献提出使用多嵌段共聚物生成的微粒状的阳离子聚合物和阴离子聚合物。使得多嵌段共聚物的制备方法非常难以实现。有学者和专利专利技术者提出，假若使用至少一种聚合物微粒状的阳离子聚合物和阴离子聚合物的制备方法就具有非常容易生产电荷嵌镶膜。但用上述使用聚合物微粒制备电荷嵌镶膜的方法中，即使用微球状的聚合物微粒就可很容易的制备电荷嵌镶膜，这是由于微球所固有的紧密性和各向同性的性能所致。然而该方法在生产大面积膜时会出现问题，因为绝大多数膜组分是离子型聚合物，而且用此种方式形成的膜在干燥时会发生收缩或强度损失。用上述方法制备电荷嵌镶膜的方法存在的另二个问题是，其一是由于绝大多数制膜组分是离子型聚合物，因离子型聚合物是阳离子型聚合物和阴离子型聚合物，这种阳离子型聚合物和阴离子型聚合物由于电势的差异，因电离的平衡导致电势能减弱，电解质的电性分离功能同时减弱，使电解质分离功能降低。其二是制膜组分的离子型聚合物是不良导电体，膜的电解质电渗析性能差导致大部分电解质离子完全靠压力推动形成渗析来渗析电解质，导致能耗高。为了解决上述电荷嵌镶膜存在的问题，曾今日本专利申请公开No. 10-87855中提出将柔性聚合物组分作为电荷嵌镶膜的基体组分。该方法便于生产大面积电荷嵌镶膜，同时还可使该电荷嵌镶膜在使用过程中能具有改进的耐久性和操作性能。但是，该方法需要长的成膜时间，阳离子聚合物组分和阴离子聚合物组分混合物或分散体的稳定性还不能十分满意，并且难以生产厚度均勻的电荷嵌镶薄膜。
技术实现思路
基于上述电荷嵌镶膜的技术不足，本专利技术的目的是提供一种将本征导电聚合物聚合成的快离子导体多孔基体材料与荷电聚合物镶嵌复合成能够渗透分离电解质的导电的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜。用本征导电聚合物聚合成快离子导体多孔基体材料负载聚电荷聚合物凝胶颗粒制成的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜，是先将本征导电聚合物聚合成快离子导体多孔基体材料后再将荷电聚合物凝胶颗粒负载在导电的快离子导体多孔基体材料上，这种快离子导体镶嵌离子交换渗透膜电荷质量高且导电性能好，能形成既导电又不致电荷间有短路问题，具有较好的环形电路电量。该方法的膜易于制备，并具有优异的选择和高电解质渗析性，同时提供了一种制备厚度薄而均勻的负载电荷质量高、导电性能好的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜方法，其成膜时间短并且过程易于掌控。因此，这种导电的快离子导体带电荷的聚合物组分和基体组分的混合物或分散体具有优异的稳定性。膜分离的共同特点是膜的渗透和传输机理取决于推动力的种类和推动力的大小、 膜材料的形态结构以及被分离物质和膜材料的物理化学性质，膜分离的推动力可以是压差、浓度差、电位差、温差、PH值差。为了达到上述专利技术目的，本专利技术是将膜分离所需的推动力压力差、浓度差、电位差组合在一起的高性能电解质分离膜。具体有如下几个要点1、本专利技术提供了一种具有导电的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜，具体组分是以本征导电聚合物聚合成的快离子导体多孔基体材料载体；有阳离子聚合物组分；阴离子聚合物组分；其中快离子导体聚合物组分主要是本征导电聚合物，这种组合解决了电位差； 而阳离子聚合物组分和阴离子聚合物组分均是交联粒状聚合物，阳离子聚合物组分和阴离子聚合物组分均作为膜第二基体材料，这种组合解决了浓度差和压力差；而且该基体组分至少是一种选自氟化隆树脂、聚氨基甲酸甲酯树脂、对苯二甲酰氯树脂、乙烯基吡啶的聚合物、苯乙烯、二乙烯基苯、丙烯酸聚胺脂、丙烯酸丁脂。2、本专利技术提供了一种制备该导电的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜的方法，包括通过使用一至数种组合物来形成膜，该组合物中的阳离子聚合物组分和阴离子聚合物组分均分散在有机溶剂中的该基体组分溶液中；3、本专利技术提供了一种使用该导电的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜的方法，包括使电解质渗透过该导电的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜；4、本专利技术还提供了一种安装有该导电的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜的设备。5、本专利技术导电的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜具有优异的物理性能，如具有良好的二维稳定性、离子导电性和机械强度、耐化学性、耐溶剂性和耐水性，化学性能稳定。 具有耐水解性和耐氧化降解性，而且具有极好的高渗析性和选择渗透性、对有机污染物有耐污染性。6、本专利技术导电的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜，可用于组装成高性能分离电解质设备，如海水淡化等脱盐、海水及盐的浓缩设备。在制备聚合物时，形成区域结构的本征导电快离子导体基体和带电荷的聚合物组分均以交联凝胶粒状聚合物的形式使用，而且至少一种是本征导电快离子导体聚合物组分，另一组荷电组分至少选取于氟化隆树脂、聚氨基甲酸甲酯树脂、对苯二甲酰氯树脂、乙烯基吡啶的聚合物用作形成基体的聚合物组分。在成膜过程中，一种是本征导电的快离子导体聚合物多多孔材料组分作为负载荷电基材，另一种是作为带电荷的聚合物组分的交联粒状聚合物以组合物形式使用，其中该交联粒状聚合物分散在溶解于有机溶剂中的基体组分溶液中。因此该制备方法可以在短的成膜时间内形成厚度均勻的薄的导电的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜(也称为快离子导体镶嵌膜)，同时该混合物即该本征导电的快离子导体聚合物和带电荷的聚合物组分和该基体组分的分散体具有优异的稳定性。本专利技术的导电的快离子导体镶嵌离子交换渗透透膜可用于选择透过电解质，例如用于海水或苦咸水淡化，自来水深度净化，电解质组分分离、浓缩等。图1为本专利技术装有导电的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜(快离子导体镶嵌膜) 的设备的一个实例，是为一个装有导电的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜的设备装配图； 图2为设备分离电解质性能评估曲线图。本专利技术的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜，是本征导电聚合物多孔基体材料为基体的和阳离子与阴离子聚合物组分分别形成膜中区域的导电体带电荷的聚合物组分，该组分均为凝胶交联粒状聚合物，并且其基体组分选自一至数种聚氨基甲酸甲酯树脂、氟化隆树脂、对苯二甲酰氯树脂、乙烯基吡啶的聚合物组成。本导电的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜的制备方法，是导电的快离子导体镶嵌离子交换渗透膜使用以组合物形式存在的本征导电快离子导体聚合物和两种带电荷的阴阳离子聚合物组分成膜，其中荷电的两种聚合物组分分散在至少一种聚合物的溶液中，该聚合物作为基体组分选自氟化隆树脂、聚氨基甲酸甲酯树脂、对苯二甲酰氯树脂、乙烯基吡啶聚合物并溶解在溶剂中。另外，在本专利技术中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许裕金，
申请(专利权)人：许裕金，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。