[发明专利]使用非均相离子交换膜载体的双极性离子交换膜和其制造方法

说明书

本发明涉及一种双极性离子交换膜及其制备方法，并提供一种双极性离子交换膜，其包括相互堆叠的第一极性非均相离子交换膜和第二极性均相离子交换膜，其中，第一极性非均相离子交换膜由离子交换树脂粉末和含有第一极性离子交换基团的粘合剂树脂形成，第二极性均相离子交换膜由含有第二极性离子交换基团的基质树脂形成，并且第一极性非均相离子交换膜和第二极性均相离子交换膜之间的界面是非均相界面。

技术领域

本公开涉及一种使用非均相离子交换膜作为载体的双极性离子交换膜和其制造方法。

背景技术

在分离离子材料时，离子交换膜是一种分离膜，其使用传质动量作为分离离子材料的电动势。当阳离子交换膜系统通过阳极和阴极提供电流，包含在电解质溶液中的阳离子通过离子交换膜向阴极移动，并且阴离子不能通过阳离子交换膜的唐南排斥渗透通过离子交换膜。类似地，阴离子交换膜系统能够使得包含在电解质溶液中的阴离子通过离子交换膜向阳极移动，并且防止阳离子通过阴离子交换膜的唐南排斥穿过离子交换膜。以此方式，可以分离离子材料。

涉及使用这种离子交换膜的电化学去离子法采用能够交换离子(而不是过滤纯净水)的分离膜来施加电力，从而去除水中的离子、有机物质、重金属和其它污染物。当在阳离子交换膜和阴离子交换膜彼此结合的同时提供电流，以使阳离子交换层向阴极取向，并且阴离子交换层向阳极取向时，水分子分解为氢离子(H⁺)和氢氧根离子(OH^-)，从而分别移动到阴极和阳极。

去离子化包括：使用阳离子交换膜和离子交换膜且应用电渗析和双极型膜的水分解电渗析(WSED)、包括填充离子交换树脂的电去离子、使用碳主体的电容去离子技术等。

去离子工艺中，使用双极性膜的水解电渗析涉及将双极性膜划分为均相双极性膜和非均相双极性膜。均相双极性膜应用于WSED，从而用于生产酸/碱。然而，由于不良的加工性和经济可行性，均相双极性膜并未能够得到广泛应用。

同时，使用离子交换树脂的非均相双极性膜通过对离子交换树脂进行研磨并将其与聚烯烃聚合物粘合剂配混来制造成离子交换膜。由于聚烯烃粘合剂不含离子交换基团，所以性能可能下降。

不同的是，非均相双极性膜具有更广泛的应用范围，不仅包括WSED，还包括制造饮用水等。此外，由于其加工性和经济可行性明显优于均相双极性膜，因此非均相双极性膜的使用增加，超过了R&D水平。

[现有技术文献]

(专利文件1)韩国专利公开第2007-0052285号

发明内容

技术问题

本公开提供一种不包括载体的非均相双极性离子交换膜和其制造方法。

技术方案

本公开涉及一种包括非均相离子交换膜的双极性离子交换膜。根据一个示例性实施方式，本公开提供包括非均相离子交换膜和均相离子交换膜的双极性离子交换膜，所述非均相离子交换膜具有第一极性，并且由含有第一极性离子交换基团的离子交换树脂粉末和粘合剂树脂形成，所述均相离子交换膜具有第二极性，并且由包含第二极性离子交换基团的基质树脂形成，其中，非均相离子交换膜和均相离子交换膜是堆叠的。具有第一极性的非均相离子交换膜和具有第二极性的均相离子交换膜接触处的界面是非均相的。

非均相离子交换膜包含50重量％至80重量％的离子交换树脂粉末，所述离子交换树脂粉末含有第一极性离子交换基团。

优选非均相离子交换膜是挤出片材。

粘合剂树脂可以是聚烯烃树脂。