[发明专利]一种耐用性增强的双极膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种耐用性增强的双极膜的制备方法，包括以下步骤：首先，将0.5‑0.8份硅酸钠水溶液与0.5‑0.8份聚乙烯醇水溶液混合均匀，然后加入0.05‑0.09份的乙酰丙酮，搅拌混合，然后流延风干成膜、交联，水洗、风干得到阳离子膜；然后，向壳聚糖溶液内加入40‑60mL改性剂，搅拌混合均匀，然后在搅拌过程中加入60‑80mL的体积分数为3‑4％的戊二醛溶液，混合均匀后，经减压脱泡，流延于阳离子膜上，风干后得到双极膜，本发明克服了现有技术的不足，该方法制备的双极膜的机械性能好，且槽电压低。

技术领域

本发明涉及双极膜技术领域，具体属于一种耐用性增强的双极膜的制备方法。

背景技术

双极膜亦称双极性膜，是特种离子交换膜，它是由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是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。

双极膜的制备方法包括流延、叠合、粘合和热压等，其中流延法的基本过程是在阴离子交换膜层上覆盖一层分散有阳离子交换树脂的聚合物溶液，或者在阳离子交换膜层上覆盖一层分散有阴离子交换树脂的聚合物溶液，经干燥而制得双极膜。也可以直接用液态的离子交换材料，如二-(2-乙烯基-己基)-焦磷酸、三辛基甲基氯化铵等，代替离子交换树脂分散的聚合物溶液。为了使两膜层能结合紧密，在覆盖前可对阴膜层或阳膜层的表面进行粗糙化处理，如砂纸打磨，表面压花(纹)，等离子体表面蚀刻等。但是现有的双极膜的机械性能较差，导致耐用性不足，且双极膜主要使用无机材料制成，导致其槽电压偏高，使用效果不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐用性增强的双极膜的制备方法，克服了现有技术的不足，制备的双极膜的机械性能好，且槽电压低。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种耐用性增强的双极膜的制备方法，包括以下步骤：

首先，称取硅藻酸钠配制成8-10wt％的硅藻酸钠溶液，称取聚乙烯醇配制成5-8wt％的聚乙烯醇水溶液，按体积份数将0.5-0.8份硅酸钠水溶液与0.5-0.8份聚乙烯醇水溶液混合均匀，然后加入0.05-0.09份的乙酰丙酮，搅拌混合，加热至40-50℃密闭保温20-50min，进行减压脱泡，流延风干成膜，然后用8-10％的氯化铁浸泡交联1-3h，用蒸馏水冲洗干净，自然风干，得到阳离子膜；

然后，称取壳聚糖，使用1-5wt％的乙酸水溶液溶解，配制1.0-1.3L的3-5wt％的壳聚糖溶液，然后向壳聚糖溶液内加入40-60mL改性剂，搅拌混合均匀，然后在搅拌过程中加入60-80mL的体积分数为3-4％的戊二醛溶液，混合均匀后，经减压脱泡，流延于阳离子膜上，风干后得到双极膜。

优选地，所述的改性剂的制备方法为：将铁源、锌源、碱和水按质量比3:0.2-0.5:0.8:60混合均匀，然后置于高压反应釜内120-180℃反应12-24小时，然后冷却至室温，过滤干燥，得到锌改性氧化铁，然后按重量份将0.3-0.8份锌改性氧化铁与1-5份表面活性剂超声分散于2L水中，然后静置，取上层悬浮液，即为改性剂。

优选地，所述的铁源、锌源、碱为氯化铁、氯化锌、尿素。

优选地，所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠。

优选地，所述的改性剂还包括3-10mL的乙氧基硅氧烷E40。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：