[发明专利]一种负载重金属离子的碳纳米管改性双极膜的制备方法

权利要求书

1.一种负载重金属离子的碳纳米管改性双极膜的制备方法，包括阳离子交换膜层、阴离子交换膜层及两膜层之间的中间界面层，其特征在于：

1）负载重金属离子碳纳米管改性阳离子交换膜层的制备

称取羧甲基纤维素钠或海藻酸钠，配制成质量分数为1～10％ 的CMC水溶液或SA水溶液；另取聚乙烯醇，用蒸馏水加热搅拌溶解，加入到上述制备的CMC水溶液或SA水溶液中, 搅拌均匀，得PVA-SA水溶液或PVA-CMC水溶液；将碳纳米管进行预处理，使其负载上重金属离子；称取负载重金属离子的碳纳米管，加入乙醇中，用超声波振荡，使其分散均匀，加入到上述制备的PVA-SA水溶液或PVA-CMC水溶液中, 搅拌均匀，减压脱泡，得到粘稠膜液；将粘稠膜液流延于平整的培养皿中，在室温下风干成膜，先用质量分数为1～10％ 的FeCl₃溶液浸泡交联10～30 min，后用蒸馏水冲洗干净，自然风干，即得PVA-CMC-CNTs阳离子交换膜或SA-CMC-CNTs阳离子交换膜；

2）壳聚糖阴膜液的制备

称取壳聚糖，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%的戊二醛溶液，减压脱泡，即可得到粘稠的CS阴膜液；

3）双极膜的制备

采用流延、叠合、粘合或热压的方法将CS阴膜液制膜并固定在所制备的阳膜层上，在室温下风干，即得PVA-CMC-CNTs-M/CS双极膜或SA-CMC-CNTs-M/CS双极膜。

2.根据权利要求1所述的一种负载重金属离子的碳纳米管改性双极膜的制备方法，其特征在于：PVA与CMC或PVA与SA之间的质量分数比为 0.5～1：1。

3.根据权利要求1所述的一种负载重金属离子的碳纳米管改性双极膜的制备方法，其特征在于：所述的碳纳米管与CMC或SA的质量分数比为 1～100：1000。

4.根据权利要求1所述的一种负载重金属离子的碳纳米管改性双极膜的制备方法，其特征在于：所述的重金属离子为Fe³⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Cd³⁺、Sn⁴⁺。

5.根据权利要求1所述的一种负载重金属离子的碳纳米管改性双极膜的制备方法，其特征在于：壳聚糖乙酸水溶液与戊二醛溶液体积比为1000︰2～8。

6.根据权利要求1所述的一种负载重金属离子的碳纳米管改性双极膜的制备方法，其特征在于：所述的预处理是将一定量碳纳米管放入浓硝酸中加热回流6小时，冷却后洗涤碳纳米管，然后将相对于碳纳米管摩尔比为5%的重金属硝酸盐加入到经超声波振荡分散均匀的碳纳米管乙醇悬浊液中，电磁搅拌加热至100℃蒸发，烘干后即得碳纳米管负载重金属离子的纳米复合材料。