[发明专利]一种单价阳离子交换膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种单价阳离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)对阳离子交换基膜进行电沉积，所述电沉积的沉积液包括正电性聚合物和介质，在阳离子交换基膜表面生成正电性聚合层，得到改性阳离子交换基膜；

(2)混合聚合物单体、氧化剂和步骤(1)所得改性阳离子交换基膜，进行聚合反应，生成导电聚合层，导电聚合层与正电性聚合层的结合得到的改性层，得到所述单价阳离子交换膜；所述聚合物单体包括吡咯和/或多巴胺。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述阳离子交换基膜使用前进行洗涤，洗涤所用洗涤液包括去离子水和/或氯化钠溶液。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述洗涤的方法包括：将未洗涤阳离子交换基膜先浸泡于洗涤液中3-4h，再进行超声洗涤3-5h，得到所述阳离子交换基膜。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述阳离子交换基膜包括磺酸基类基膜。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述正电性聚合物包括氨基类的高分子聚合物。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述氨基类的高分子聚合物包括聚乙烯亚胺、聚乙烯亚胺的季胺盐、壳聚糖、壳聚糖的季胺盐、聚酰亚胺、聚酰亚胺的季胺盐、聚合咪唑、聚合咪唑的季胺盐、聚苯乙烯类甲基三甲胺盐、聚醚砜类甲基化三甲胺盐、聚砜类甲基三甲胺盐或聚醚酮类甲基三甲胺盐中的任意一种或至少两种的组合。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述沉积液中正电性聚合物的浓度为2-4g/L。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述介质包括酸和/或盐。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述沉积液中介质的浓度为0.8-1.2mol/L。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述电沉积的时间为0.8-1.2h。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述电沉积的电流密度为5-15mA/cm²。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述氧化剂包括FeCl₃、NaIO₄、Na₂S₂O₈、(NH)₄S₂O₈或H₂O₂中的任意一种或至少两种的组合。

13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合的方法包括：将步骤(1)所得改性阳离子交换基膜浸泡入聚合物单体水溶液中，然后滴加氧化剂水溶液，完成混合。

14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物单体水溶液的浓度为0.05-0.15mol/L。

15.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述氧化剂水溶液的浓度为0.1-0.2mol/L。

16.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物单体水溶液与氧化剂水溶液的体积比为(6-7):1。

17.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述聚合反应的时间为4-5h。