[发明专利]一种双极膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种双极膜的制备方法，包括如下步骤：制备氧化物涂液：称取氧化物混散于有机溶剂中，加热搅拌并经高温灭菌后得到氧化物涂液；制备阳离子交换膜：选用聚醚酮膜为基膜，取聚丙烯醇加入CMC水溶液或SA水溶液中，得PVA‑SA水溶液或PVA‑CMC水溶液，将氧化物涂液加入搅拌混合后旋凃于阳离子交换膜基膜表面；制备阴离子交换膜：采用混合物作为阴离子交换膜的基膜基材，加入戊二醛制成粘稠膜液，通过流延法将粘稠膜液流延于阳离子交换膜基膜的另一面干燥后，将氧化物涂液旋凃于阴离子交换膜基膜表面，制得双极膜；将双极膜水洗若干次，再浸泡入双氧水溶液中20‑25小时后即可。

技术领域

本发明属于双极膜技术领域，涉及一种双极膜的制备方法。

背景技术

双极膜是由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜，该膜在直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-并分别通过阴膜和阳膜，作为H+和OH-离子源，双极膜按宏观膜体结构分可分为均相双极膜和异相双极膜，由于双极膜优异的性能，已经被广泛应用到酸碱生产、污水处理、有机合成等领域。

双极膜中间界面层水解离效率的大小是衡量双极膜性能优越性的关键，水解离速率的提高有利于降低双极膜的阻抗，节约电能消耗，因此提高双极膜中间界面层水解离效率就尤为重要。现有技术中提高双极膜中间界面层水解离效率主要是采用对阴阳、离子交换膜进行改性，或者是在阴、阳两膜层之间增加第三层即催化剂层，加快水解离速率。现有技术在提高双极膜中间界面层水解离效率方面尽管取得成效，但水解离效率仍然较低，而且制备工艺复杂，制备条件苛刻，整个制备工艺耗能大，成本高，而且对技术人员的专业度要求高。

因此，亟需设计一种耗能低、工艺简单的双极膜的制备方法，以解决现有技术中存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种双极膜的制备方法，解决了现有技术中存在的制备工艺复杂，制备条件苛刻，整个制备工艺耗能大，成本高，而且对技术人员的专业度要求高的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种双极膜的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、制备氧化物涂液：称取CoAl-MMO、ZnAl-MMO、ZnFe-MMO和CoCr-MMO混散于有机溶剂中，加热至50-60℃，搅拌并经高温灭菌后得到氧化物涂液；

步骤2、制备阳离子交换膜：选用聚醚酮膜为基膜，进行表面活化，再进行含浸苯丁稀反应，在150℃-180℃的高温下进行聚合反应；称取羧甲基纤维素钠或海藻酸钠，配制成CMC水溶液或SA水溶液；另取聚丙烯醇，加入60％的乙醇溶液加热搅拌溶解，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；将步骤1中得到的氧化物涂液加入PVA-SA水溶液或PVA-CMC水溶液中，以180-200r/min搅拌混合后旋凃于阳离子交换膜基膜表面；

步骤3、制备阴离子交换膜：采用聚丙烯醇、阴离子交换树脂和聚乙烯苄基氯组成的混合物作为阴离子交换膜的基膜基材，边搅拌边加入戊二醛溶液制成粘稠膜液，通过流延法将粘稠膜液流延于步骤2阳离子交换膜基膜的另一面制得阴离子交换膜的基膜，待干燥后，将步骤1中得到的氧化物涂液旋凃于阴离子交换膜基膜表面，制得双极膜；

步骤4、制备双极膜：将步骤3中制得的双极膜用去离子水清洗若干次，再浸泡入双氧水溶液中20-25小时后即可。

本发明的特点还在于：

步骤1中的有机溶剂为85％的乙醇。

步骤1具体为：称取质量份数比为1：2：1：1.5的CoAl-MMO、ZnAl-MMO、ZnFe-MMO和CoCr-MMO混散于浓度为85％的乙醇中，加热至50-60℃，搅拌并经高温灭菌后得到氧化物涂液。