一种均相两性离子交换膜的制备方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2024-03-28 09:10:36
一种均相两性离子交换膜的制备方法,包括:(1)3,3’?二溴?4,4’?二氟二苯砜与改性化合物经Heck反应制备得到式(III)所示的改性4,4’?二氟二苯砜;所述的改性化合物为乙烯苯磺酸钠、6?庚烯酸钠、烯丙基磺酸钠或3?丁烯酸钠;(2)4,4’?二氟二苯砜和2,2?二(3?氨基?4?羟苯基)六氟丙烷缩聚生成齐聚物A;改性4,4’?二氟二苯砜和式(IV)所示的1,n?二(4?羟苯基)链烷单体单体缩聚生成齐聚物B;将齐聚物A和齐聚物B混合经缩聚得到聚合物C;(3)利用式(V)所示的1?溴?6?咪唑盐己烷链对聚合物C进行功能化改性得到聚合物D;(4)利用溶液浇铸法将聚合物D制膜并将制得的膜转化成酸型,从而得到均相两性离子交换膜。
本发明要解决的技术问题是提供一种均相两性离子交换膜的制备方法。为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:本发明提供了一种均相两性离子交换膜的制备方法,包括以下步骤:(1)改性4,4’-二氟二苯砜(m-DFPS)的制备:3,3’-二溴-4,4’-二氟二苯砜与改性化合物经Heck反应制备得到式(III)所示的改性4,4’-二氟二苯砜;所述的改性化合物为乙烯苯磺酸钠、6-庚烯酸钠、烯丙基磺酸钠或3-丁烯酸钠;(2)投料摩尔比为1~1.1:1(优选1:1)的4,4’-二氟二苯砜(DFPS)和2,2-二(3-氨基-4-羟苯基)六氟丙烷(BisAPAF)在溶剂中缩聚生成齐聚物A;投料摩尔比为1~1.1:1(优选1:1)的改性4,4’-二氟二苯砜(m-DFPS)和式(IV)所示的1,n-二(4-羟苯基)链烷(1,n-DBA)单体单体在溶剂中缩聚生成齐聚物B;
均相两性离子交换膜作为一种新型膜材料,具有化学稳定性好、选择性高、膜孔结构稳定等优点,在很多领域都有广泛应用。下面是一些可能的应用:
综上所述,均相两性离子交换膜具有广阔的应用前景,随着研究的不断深入,其应用领域还将继续扩大。
廖俊斌,博士,副研究员,博士生导师,2009年毕业于湖南农业大学(理学院)并获应用化学专业学士学位,2015年毕业于浙江工业大学(化学工程学院)并获化学工程与技术博士学位,2015-2019年于劳伦森大学(Laurentian University,Bharti School of Engineering,Canada)和浙江工业大学(膜分离与水科学技术中心)从事博士后研究,2019年正式入职于浙江工业大学(化学工程学院)。
相比于现有技术,本发明的优点在于:
(1)本发明的聚合物D在强疏水的含氟聚芳醚砜的主链上引入亲水的侧链R,并与R2协同促进由其制得的离子交换膜形成连续的微观结构相分离,同时嵌段共聚物呈现独特的相分离形态,都有利于形成贯通的阴离子通道;侧链上荷负电羧酸/磺酸与荷正电咪唑之间形成的分子内/分子间离子交联,一定程度上抑制了二价离子的传输;这些结构特征都有利于提高由其制得的阴离子交换膜对一/二价阴离子的分离性能及一价离子的通量。
(2)本发明两性离子交换膜采用的原料为常见的化工原料,其价格低廉,容易获得。
(3)本发明制备的两性离子交换膜,具有较低的膜面电阻、良好的化学稳定性,并且其稳定化学结构使其长周期稳定性能优于传统表面改性离子膜。
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。