[发明专利]一种防污阴离子交换膜的制备方法

说明书

一种防污阴离子交换膜的制备方法，包括：1)将PVA粉末加入到去离子水中，使PVA完全溶解得到PVA水溶液；2)往PVA水溶液加入EPTAC，于55‑65℃下搅拌反应3‑5h，反应结束后用无水乙醇沉淀、洗涤至中性，干燥至恒重得QPVA；3)将制备的QPVA溶于去离子水中得到质量百分比浓度为5‑10％的QPVA透明溶液，于室温进行脱泡；将脱泡后的QPVA水溶液涂敷于塑料板上成膜，置于平板加热器上于55‑65℃干燥6‑9h，得到QPVA阴离子交换膜；4)将QPVA阴离子交换膜放入真空烘箱中，抽真空加热到160‑190℃，保温0.5‑2小时，降温至室温后得到热处理后的QPVA阴离子交换膜；5)将热处理后的QPVA阴离子交换膜放入含有戊二醛和H₂SO₄的饱和硫酸钠溶液中进行化学交联，得到防污阴离子交换膜，其具有优异的防污性能和低溶胀度。

技术领域

本发明属于分离膜技术领域，具体涉及一种抗污染阴离子交换膜的制备方法。

背景技术

电渗析过程(ED)是一种低电阻、长寿命的海水淡化处理方法。ED是以电场力为驱动力，将溶液中电解质离子选择性分离，达到淡化脱盐的目的，虽然商业阴离子交换膜在ED进展中具有优异的性能，但由于各种水处理环境中存在多种有机污染物如：阴离子表面活性剂、腐殖酸和牛血清白蛋白等，且大多污染物表面带有负电荷，与带正电荷的阴离子交换膜具有较强的亲和力，因此极易通过静电吸引作用吸附到带有正电荷的阴离子膜表面形成凝胶层，或进入离子膜内部，堵塞离子传输通道，造成离子膜的污染。膜污染不仅增加电阻，导致高能耗和低拖延率，还可降低离子交换膜的选择性。因此，迫切需要提高AEMs的防污性能。

Sata等[Ion Exchange Membranes,The Royal Society of Chemistry,Cambridge.2004,64–-65.] 研究发现不同基质离子交换膜具有不同的污染机理，并提出离子膜的污染机理主要有两方面因素：带正电的阴膜与荷负电的有机污染物之间的相互作用，其次为膜基质结构与芳香族污染物之间的π-π共轭作用。因此，膜表面结构如亲水性、荷电性、粗糙度与膜基质(致密性、主链结构)对抗污性能有很大的影响。

Mulyati等人[J.Member.Sci.431(2013)113-120.]通过电沉积方法将4-苯乙烯磺酸钠或多巴胺涂层层沉积在AEMs表面，进行膜表面荷电改性。结果表明，增加膜表面的负荷量密度或亲水性可以提高SDBS的防污能力。

此外，Ruan等[Journal of Membrane Science.550(2018)427-435]合成了一种磺化聚多巴胺，并将其涂覆在表面上来修饰离子膜，发现增强膜表面亲水性与电负性可同时提高膜层的单价选择性与防污性能，防污分析表明，经过改性后的AEMs的转变时间由未改性膜的76min 延长至106min，防污性能大大提高，采用上述表面修饰的方法虽然可以提高膜防污性能，但表面修饰层稳定性较差，不利于长期使用，而且会进一步增加膜电阻。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种具有优异防污性能且低溶胀度的防污阴离子交换膜的制备方法。

一种防污阴离子交换膜的制备方法，包括如下步骤：

1)将PVA(聚乙烯醇)粉末加入到去离子水中，使PVA完全溶解得到PVA水溶液；

2)往步骤1)中的PVA水溶液加入EPTAC(2,3-环氧丙基三甲基氯化铵)，于55-65℃下搅拌反应3-5h，反应结束后将反应溶液缓慢滴加入盛有无水乙醇的容器中进行沉淀，过滤，并用无水乙醇洗涤至中性，干燥至恒重得QPVA；

3)将制备的QPVA溶于去离子水中得到质量百分比浓度为5-10％(优选10％)的QPVA 透明溶液，于室温进行脱泡；将脱泡后的QPVA水溶液涂敷于塑料板上成膜，置于平板加热器上于55-65℃干燥6-9h，得到QPVA阴离子交换膜；