[发明专利]改性聚四乙烯基吡啶为中间界面层的双极膜制备方法

权利要求书

1.一种改性聚四乙烯基吡啶为中间界面层的双极膜制备方法，该方法是在阳离子交换膜、阴离子交换膜之间，利用静电纺丝法，构建氨基金属酞菁改性的纳米纤维纺丝材料聚四乙烯基吡啶为中间层的双极膜，其特征在于：

1）阳离子交换膜的制备

取海藻酸钠或羧甲基纤维素，配制成水溶液；另取一定量的聚乙烯醇溶解后加入到水溶液中, 搅拌、减压脱泡、流延风干成膜；风干成膜后，用FeCl₃溶液浸泡交联，蒸馏水冲洗干净，自然风干，即得阳离子交换膜；

 2）中间界面层的制备

用酒精和去离子水配制成溶剂，加入P4VP和用浓氨水助溶的MPc(NH₂)_X，并用超声波振荡5~30 min，制备P4VP-MPc(NH₂)_X混合溶液；采用静电纺丝法，在电压为15~25kV，喷口距离为10cm条件下，将P4VP- MPc(NH₂)_X混合溶液纺丝于阳离子交换膜表面，而后用过量的二溴丙烷或己烷浸泡15min，使其发生季胺化反应，制成P4VP-MPc(NH₂)_X表面改性的中间界面层；

 3）阴离子交换膜阴膜液的制备

取壳聚糖，用质量分数为1～10％的乙酸水溶液搅拌溶解，配制成1～10％壳聚糖乙酸水溶液，边搅拌边缓慢滴加体积分数为2.5%的 1～5mL的戊二醛溶液，减压脱泡，即可得到粘稠的CS阴膜液；

4）双极膜的制备

采用流延、叠合、粘合或热压的方法将CS阴膜液固定在膜表面纺有纤维丝的阳离子交换膜上，在室温下风干，即得双极膜。

2.根据权利要求1所述的一种改性聚四乙烯基吡啶为中间界面层的双极膜制备方法，其特征在于所述的P4VP-CS-MPc(NH₂)_X混合溶液中，P4VP溶质质量占6～10%，氨基金属酞菁溶质质量占2～5%。

3.根据权利要求1所述的一种改性聚四乙烯基吡啶为中间界面层的双极膜制备方法，其特征在于所述的氨基金属酞菁[MPc(NH₂)_X]，其中心金属M的离子可以是铜离子、铁离子、钴离子、锡离子、钛离子、锌离子、铝离子、镍离子、钙离子或镁离子。

4.根据权利要求1所述的一种改性聚四乙烯基吡啶为中间界面层的双极膜制备方法，其特征在于所述的氨基金属酞菁[MPc(NH₂)_X]中X可以是2或4。

5.根据权利要求1所述的一种改性聚四乙烯基吡啶为中间界面层的双极膜制备方法，其特征在于所述的静电纺丝法，其条件为电压：15~25kV，喷口距离：10cm。

6.根据权利要求1所述的一种改性聚四乙烯基吡啶为中间界面层的双极膜制备方法，其特征在于用酒精和去离子水配制成溶剂时，酒精和去离子水体积比为23：2。

7.根据权利要求1所述的一种改性聚四乙烯基吡啶为中间界面层的双极膜制备方法，其特征在于加入氨基金属酞菁前，氨基金属酞菁用质量浓度为25%的浓氨水先行助溶。