[发明专利]一种单价选择性阴离子交换膜的制备方法

说明书

本发明提供了一种单价选择性阴离子交换膜的制备方法，该方法将阴离子交换膜以山梨酸钾溶液浸泡与紫外线照射相结合的方式进行改性，制备出的单价选择性阴离子交换膜对单多价阴离子具有较高的分离性能。本发明提供的制备方法操作简单、经济可行、效果稳定、成本低廉、易于实现工业化生产，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及离子交换膜技术领域，尤其涉及一种单价选择性阴离子交换膜的制备方法。

背景技术

作为一种新兴的分离技术，电渗析技术以其高效、环保、节能等优点在工业上得到了广泛的应用。作为电渗析技术的核心组件，离子交换膜在海水淡化、环境保护、资源回收、能源生产等方面有着广泛的应用，但同时也要求其具备在废水中脱除特定离子、海水淡化及卤水分盐中区分单、多价离子的性能。常规离子交换膜只能分离阴阳离子，对于携带同种电荷，而价态不同的离子选择性分离效果不佳。为了解决上述问题，单价选择性阴离子交换膜的研究成为膜分离技术中的热点方向。早期研究工作主要是从两方面进行：一、增加膜的厚度，强化筛分作用，阻拦水合半径较大的离子；二、为膜表面引入荷负电荷层，利用静电排斥作用达到筛分效果。

中国专利CN107998900A公开了一种具有单多价选择分离功能的阴离子交换膜的制备方法，步骤如下：称取一定量的DAS(4,4’-二叠氮二苯乙烯-2,2’-二磺酸钠)粉末，溶于纯水中，并用盐酸调节溶液的pH值至2-8，得到DAS浓度为 3.0-7.0mg/mL的DAS溶液；将阴离子交换膜单面或双面浸渍在DAS溶液中，使 DAS渗透进入阴离子交换膜表层中；将经过处理的阴离子交换膜进行紫外光照射，使DAS与膜表层结构之间发生交联，将DAS固定在膜表层结构中；将交联后的膜浸泡在纯水中，得到具有单多价选择分离功能的阴离子交换膜。

中国专利CN108176250A公开了一种兼具稳定和抗污染的单价选择性阴离子交换膜的制备方法，步骤如下：用磺酸化氧化石墨烯对阴离子交换膜进行改性，再将改性膜进行还原，最后将多巴胺溶液静电沉积到膜表面，由此便可以得到一张兼具稳定和抗污染的单价选择性阴离子交换膜。该发明通过聚多巴胺的粘附性和亲水性及磺酸化还原氧化石墨烯所构筑的单价阴离子通道使阴离子交换膜的稳定性、抗污染性能和单价选择性得到提高。

中国专利CN106925357A公开了一种单价选择性阴离子交换膜的制备方法，步骤如下：先往料液室中加入入NSBC(N-邻苯磺酸钠苯甲基壳聚糖)和NaCl 的混合溶液，浓室中加入NaCl溶液，并使Na₂SO₄溶液充满电极室A和电极室B，然后设置电脉冲参数，通电进行电脉冲沉积使NSBC沉积到阴离子交换膜上；沉积一定时间后，将料液室中溶液替换为HACC(2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖) 和NaCl的混合溶液，并交换两侧电流方向，保持电脉冲参数不变继续进行电脉冲沉积，使HACC沉积到阴离子交换膜上；重复操作，从而使NSBC糖和HACC交替沉积到阴离子交换膜上，得到附着有多层NSBC/HACC的阴离子交换膜。

由此可见，单价选择性阴离子交换膜的改性方法多集中在膜基体掺杂改性及膜表面修饰改性上，通过浸渍膜表面改性方法来提高膜的选择分离性能，是一种简单、经济有效的方法。然而现有单价选择性阴离子交换膜的分离性能和价格并不令人满意，因此制备经济高效的单价选择性阴离子交换膜刻不容缓。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于山梨酸钾改性的单价选择性阴离子交换膜的制备方法，该制备工艺操作简单，成本低廉，且制备的阴离子交换膜具备荷负电层，能够增强对单多价离子的选择性，本发明所述单价选择性阴离子交换膜的制备方法包括以下步骤：

(1)在室温条件下，将待改性的阴离子交换膜在去离子水中浸泡12h，使其充分延展并除去表面杂质；

(2)将步骤(1)处理后的阴离子交换膜浸入山梨酸钾溶液中，在30-50℃的条件下恒温水浴加热3h后取出；