[发明专利]高阴离子透过性高离子选择性阴离子交换膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.用于电渗析的高阴离子透过性高离子选择性阴离子交换膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)溴化聚2,6-二甲基苯醚制备

将PPO溶解在氯苯中，加入N-溴代琥珀酰亚胺NBS和偶氮异丁腈AIBN，120℃-140℃下反应2.5h-3.5h，得溴化聚2,6-二甲基苯醚；

(2)单离子季铵化试剂制备

将碳原子数1-6的单卤代烃和二胺类物质按摩尔比1:(1-1.5)溶于乙酸乙酯，在20-60℃下反应12-72h，得到固体粗产物，乙酸乙酯洗涤后烘干，得到单离子季铵化试剂a)、b)、c)和d)；所述的单卤代烃和二胺类物质的组合分别为1-溴己烷和N,N,N’,N’-四甲基乙二胺制备季铵化试剂a)：N-(2-(二甲基氨基乙基)-N，N-二甲基己基-1-溴化铵碘甲烷和N,N,N’,N’-四甲基乙二胺制备季铵化试剂b)：N-(2-(二甲基氨基乙基)-N，N，N–三甲基碘化铵1-溴己烷和1,4-二氮杂二环制备季铵化试剂c)：1-己基-1,4-二氮双环[2，2，2]辛基溴化铵或1-溴己烷和4,4-联吡啶制备季铵化试剂d)：1-己基-[4,4’-双吡啶基]-1-溴吡啶

(3)高阴离子透过性高离子选择性阴离子交换膜QPTa、QPTb、QPTc和QPTd的制备：

将单离子季铵化试剂a)、b)、c)和d)分别溶于N-甲基吡咯烷酮中，加入溴化聚2,6-二甲基苯醚搅拌反应，反应温度为25-60℃，反应时间为36-72h，季铵化试剂和溴化聚2,6-二甲基苯醚的溴甲基的摩尔比为(1-1.1):1，得离聚物QPTa、QPTa、QPTb、QPTc和QPT_d铸膜液，将离聚物铸膜液浇筑在平板玻璃上成膜，去除有机溶剂后用去离子水剥离，分别得到阴离子交换膜QPTa、QPTb、QPTc和QPTd；

所述高阴离子透过性高离子选择性阴离子交换膜的材料为具有1-6碳的疏水烷基修饰的自由双阳离子串结构型聚苯醚离聚物，结构式如下：

其中R为上述a、b、c、d四种取代基中的一种；x＝0.1-0.25；

所述的高阴离子透过性高选择性阴离子交换膜在IEC为1.28-2.59meq/g范围内，室温下的离子选择透过性为90％-96％，面电阻为1.60-5.57Ω/cm²，拉伸强度为10.4-18.0MPa，吸水率为5.3-45.0％，溶胀率为2.2-10.1％。

2.根据权利要求1所述的用于电渗析的高阴离子透过性高离子选择性阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所得溴化聚2,6-二甲基苯醚的溴甲基化度为0.05-0.5。

3.根据权利要求1所述的用于电渗析的高阴离子透过性高离子选择性阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，PPO的甲基、N-溴代琥珀酰亚胺、偶氮异丁腈的摩尔比为1：(0.1-0.25)：(0.007-0.017)。

4.根据权利要求1所述的用于电渗析的高阴离子透过性高离子选择性阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中反应液中PPO的固含量为0.1-0.2g/mL；步骤(2)中反应液固含量为0.1-0.5g/mL；步骤(3)中反应液固含量0.05-0.1g/mL。

5.根据权利要求1所述的用于电渗析的高阴离子透过性高离子选择性阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，离聚物QPTa、QPTa、QPTb、QPTc和QPT_d铸膜液的质量分数为5-10wt％。

6.权利要求1所述制备方法所得的高阴离子透过性高离子选择性阴离子交换膜在电渗析阴离子交换中的应用。