[发明专利]一种聚醚酮类离子交换膜及其制备方法与应用

摘要

本发明提出了一种聚醚酮类离子交换膜及其制备方法与应用，其中制备方法包括将原料聚醚酮（PEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚醚醚酮酮（PEEKK）中的一种或多种磺化、氯甲基化、制膜、季铵化的过程，制得的交换膜在分子上同时含有磺酸基和季铵基，从而成为兼具阳离子和阴离子交换功能的两性离子交换膜，可有效地传输质子，同时又可以通过Donnan效应有效地阻碍钒离子的渗透，从而可作为VRB专用的性能优良的离子交换膜。

主权项

一种聚醚酮类离子交换膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将原料磺化，得到一次改性产物；（2）将所述一次改性产物进行氯甲基化，得到二次改性产物；（3）将所述二次改性产物制膜，得到氯甲基化薄膜；（4）将所述氯甲基化薄膜进行季铵化，即得到所述聚醚酮类离子交换膜；其中，所述原料为选自聚醚酮（PEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚醚醚酮酮（PEEKK）中的一种或多种；所述磺化使用磺化剂，所述磺化剂为选自浓硫酸，发烟硫酸，三氧化硫，氯磺酸，硫酸钠，亚硫酸氢钠，焦亚硫酸钠，硫酰氯，氨基磺酸，二氧化硫和氯气的组合物，二氧化硫和氧气的组合物中的一种或多种；所述氯甲基化使用氯甲基化试剂，所述氯甲基化试剂为选自A、B、C、D四种组成中的一种或多种，其中：A：氯甲基甲醚；B：氯甲基乙醚；C：甲醛、三聚甲醛、多聚甲醛中一种或多种与盐酸的组合物；D：氯甲醚、双氯甲醚中的一种或多种与金属盐酸盐的组合物；所述季铵化使用季铵化试剂，所述季铵化试剂为选自N‑乙基苯胺，N,N‑二甲基苄基胺中的一种或多种；所述步骤（1）中所述磺化的过程包括：将所述原料干燥后与磺化剂混合，在0~75℃下反应0.5~10小时得到一次改性产物；所述步骤（2）中所述氯甲基化的过程包括：向所述一次改性产物中加入氯甲基化试剂，其后在0~75℃下反应0.5~10小时得到混合液；再从混合液中提取固体，并洗涤至中性，即得到所述二次改性产物；所述步骤（4）中所述季铵化的过程包括：将所述氯甲基化薄膜浸渍于季铵化试剂中于0~75℃下反应10~25小时后取出，再洗涤、干燥即得到所述聚醚酮类离子交换膜。