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一种氯烷季铵化聚吡咯改性阳离子交换膜及其制备与应用

成果类型：: 发明专利

发布时间: 2024-03-27 09:04:40

科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 涂媛 | 2024-03-27 09:04:41
成果简介 技术亮点 应用前景 团队概括 产生的效益 转化方式

本发明公开了一种氯烷季铵化聚吡咯改性阳离子交换膜，所述交换膜将阳离子交换膜依次在碱溶液和酸溶液中浸泡，去离子水清洗，获得酸碱活化后的阳离子交换膜；将活化后的阳离子交换膜浸泡在吡咯溶液中，室温静置至吡咯溶液挥干后，再加入氧化剂水溶液，震荡，取出膜，获得聚吡咯修饰膜；将聚吡咯修饰膜浸入氯烷溶液中1～24h，取出膜，用去离子水清洗，即得氯烷季铵化聚吡咯改性阳离子交换膜。本发明氯烷季铵化聚吡咯改性阳离子交换膜用于阳离子的单价选择性分离，经过季铵化聚吡咯改性后Na+相对Mg2+选择性透过值较未改性的商业膜从0.94增加到4.24。

本发明目的是提供一种以氯丙烷及其部分同系物作为季铵化试剂，处理表面修饰的聚吡咯活性皮层，得到季铵化聚吡咯的阳离子交换膜，用于制备单/多价选择性阳离子交换膜，这种膜可以将盐溶液中的单价离子选择性分离，可以应用在盐湖提锂和重金属离子与无机酸的高效回收与再利用等问题。

氯烷季铵化聚吡咯改性阳离子交换膜同时含有季铵盐基团和吡咯基团，具有良好的亲水性、离子交换能力和选择性透过性能，因此具有广泛的应用前景。以下是一些具体的应用方向：

  1. 分离膜：氯烷季铵化聚吡咯改性阳离子交换膜可用于脱盐、浓缩和分离不同电荷离子的领域，例如制药工业、化学工程和环境保护等。
  2. 电池隔膜：氯烷季铵化聚吡咯改性阳离子交换膜可用于各种电池，如锂离子电池、钠离子电池和锌空气电池等。这些电池膜可以提高电池的性能和寿命。
  3. 生物传感器：氯烷季铵化聚吡咯改性阳离子交换膜可以用作生物传感器的敏感层，对生物分子的特定识别和检测具有重要意义。
  4. 环保技术：氯烷季铵化聚吡咯改性阳离子交换膜可用于废水处理和空气净化等环保领域，通过分离和吸附污染物来实现环境治理。

总的来说，氯烷季铵化聚吡咯改性阳离子交换膜具有良好的性能和广泛的应用前景，在众多领域具有潜在的应用价值。

沈江南，男，博士，教授，博士生导师。浙江省新世纪151人才第二层次。浙江工业大学化工学院教授； 2005年毕业于浙江大学获化学工程与技术博士学位，主要从事膜分离技术和废水资源化方面的研究，先后在浙江工业大学、比利时鲁汶大学作博士后和访问学者研究。先后主持和参与了国家863项目子课题，国家自然科学基金面上项目，浙江省科技厅重点项目城镇污水提标改造，中石化冷却循环水利用重点专项，浙江省自然科学基金，企业横向项目等50余项。近年来在国际期刊多本杂志上发表SCI论文150余篇，合作出版专著5部，申请国家发明专利109余项。

与现有技术相比，本发明有益效果主要体现在：本发明氯烷季铵化聚吡咯改性阳离子交换膜用于阳离子的单价选择性分离，经过季铵化聚吡咯改性后Na+相对Mg2+选择性透过值较未改性的商业膜从0.94增加到4.24。经过本发明改性后的阳离子交换膜，Na+/Mg2+的选择性系数(通量比)相较于改性前最高可以提高4倍，这个选择性系数是市面上出售的日本的两个产品(旭硝子的CSV和Astom的CSO)的选择性系数的1.5倍。

技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地保定，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。