[发明专利]一种扩散渗析膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及酸回收技术领域，尤其涉及一种扩散渗析膜及其制备方法。

背景技术

化工产业作为国民经济的支柱产业之一，涉及面非常广，为人类的生产生活做出了杰出的贡献，但化工生产过程中会产生大量废酸，含酸废水直接排放不仅会造成严重的环境污染，而且会造成资源的浪费。扩散渗析(DD)作为一种以浓度差作为推动力的膜分离技术，可用于回收废酸，由于其具有操作简单、低能耗、无二次污染等优势，广泛地应用于各种产生废酸的领域，如：钢铁工业、钛材加工、稀土工业等。DD最核心的部件是DD用膜，现有技术中，用于废酸回收的阴离子交换膜分离因子普遍不高，不能高效率的进行酸回收，这严重限制了DD在酸回收的应用。

申请号为201210206572.6的中国专利公开了一种基于溴甲基化聚(2，6-二甲基1，4-苯撑氧)和聚乙烯醇(PVA)的有机-无机杂化阴离子交换膜的制备方法，该发明利用季铵化溴甲基化聚(2，6-二甲基1，4-苯撑氧)、PVA和两种小分子烷氧基硅烷，制备了兼含季铵基团和-OH基的杂化阴离子交换膜，膜中的PVA含量可调控，并可形成交联结构，且PVA中的-OH基可促进H⁺离子传递，从而提高制备的杂化阴离子交换膜的酸通量。该方法制备的阴离子交换膜具有较高的酸渗析系数0.022～0.053m/h，但是分离因子仅为18.7～43.8，仍然不高，如此扩散液中仍含有较高浓度的金属离子，不能高效率的进行酸回收。

《膜科学杂志》(Journal of Membrane Science，447(2013)80-86)公开了一种以多孔聚合物为基体，并填充季铵化高分子材料制备孔填充阴离子交换膜用于扩散渗析过程。该系列膜酸渗析系数(1.303*10^-6-3.099*10^-6m/s)，大约是商业膜(Neosepta-AFX，Japan)的两倍，但其金属离子泄漏也随之增加，这使得膜的分离因子仅为27.02～53.59，没有得到改善。

《膜科学杂志》(Journal of Membrane Science，450(2014)103–110)通过相转化、多硅共聚物修饰和季铵化的过程制备了溴化聚苯醚基的多孔杂化阴离子交换膜，其中多硅共聚物由马来酸酐和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷反应制备。该膜用于DD回收酸，其中HCl渗析系数在25℃下可达到0.020～0.025m/h，分离因子只能达到45.5，而且制膜工艺较复杂，不利于工业化应用。

综上所述，目前扩散渗析膜所面临的主要问题是H⁺渗析系数与分离因子不可兼得，特别是在分离因子即选择性方面很难实现较大提高。

发明内容

本发明解决的技术问题在于分离因子与H⁺渗析系数都较高的扩散渗析膜的制备方法。

有鉴于此，本申请提供了一种扩散渗析膜的制备方法，包括以下步骤：

A)，将溴甲基化聚(2,6-二甲基1,4-苯撑氧)的膜液涂覆在基底上，再将表面涂覆有膜液的基底浸渍于醇溶液中，得到基膜，所述醇溶液的浓度为0～100wt％；

B)，将所述基膜浸泡于多胺与碱性溶液的混合溶液中；

C)，将步骤B)得到的改性膜浸渍于叔胺溶液中，得到扩散渗析膜。

优选的，所述膜液按照下述过程制备：

将溴甲基化聚(2,6-二甲基1,4-苯撑氧)溶解于有机溶剂中，得到溴甲基化聚(2,6-二甲基1,4-苯撑氧)的膜液；所述有机溶剂为甲基吡咯烷酮、N，N＇-二甲基吡咯烷酮、N＇-二甲基乙酰胺或二甲亚砜。

优选的，所述膜液的浓度为20wt％～30wt％。

优选的，所述醇溶液中的醇为甲醇、乙醇或异丙醇。

优选的，所述多胺为三乙烯四胺或四乙烯五胺。

优选的，所述叔胺为三甲胺或四甲基二胺。

优选的，步骤B)中所述多胺的浓度为0.1mol/L～0.8mol/L，所述碱性溶液为浓度为0.1mol/L～0.8mol/L的氢氧化钠；所述浸泡的温度为40～60℃，所述浸泡的时间为0～48h。

优选的，步骤C)中所述叔胺的浓度为0.1mol/L～0.7mol/L；所述浸渍的温度为40～60℃，时间为4～48h。

本申请还提供了上述方案所述的制备方法制备的扩散渗析膜。

优选的，所述扩散渗析膜中包括指状孔与海绵状孔。