一种基于聚乙烯醇抗污染交联型阴离子交换膜的制备方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2024-03-29 08:57:31
本发明公开一种基于聚乙烯醇抗污染交联型阴离子交换膜的制备方法,选用聚乙烯醇作为高分子主链、然后采用功能小分子对其进行疏水性和离子交换基团改性,形成热、机械和尺寸稳定三维网络结构。所得最优选阴离子交换膜的为3.7Ω·cm2、脱盐率达到91.3%,高于商业阴离子交换膜NEOSEPTA AMX的脱盐率83.5%;所制备的阴离子交换膜的“转变时间”最长可达到1310 min,显著长于商业阴离子交换膜NEOSEPTA AMX的“转变时间”200 min,表明优越的抗污染性能;采用同一阴离子交换膜,经循环测试5次所制备的阴离子交换膜的“转变时间”的衰减情况优于商业阴离子交换膜NEOSEPTA AMX。
为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明的目的是提供一种基于聚乙烯醇抗污染交联型阴离子交换膜的制备方法,本发明采用如下技术方案:一种基于聚乙烯醇抗污染交联型阴离子交换膜的制备方法,包括如下步骤:(1)4-溴甲基苯甲醛的合成:称取一定量如式(I)所示的4-(溴甲基)苯甲腈(CBB)并充分溶解于合适体积的甲苯中,在冰浴、无水无氧的条件下,逐滴加入一定量的二异丁基氢化铝(DIBAL-H)的甲苯溶液溶液,冰浴下搅拌0.5~2小时。然后,用一定量的饱和氯化铵溶液淬灭剩余的DIBAL-H,再用合适量的乙酸乙酯萃取反应后所得混合液的有机相,所得的有机相用无水MgSO4干燥。30~50℃条件下旋蒸除去乙酸乙酯,得到粗产物。而后采用层析柱分离提纯(流动相:石油醚:乙酸乙酯=150~50:1)以除去副产物。旋蒸去除石油醚和乙酸乙酯,即得到如式(II)所示白色的4-溴甲基苯甲醛(BMBD)。
基于聚乙烯醇(PVA)的抗污染交联型阴离子交换膜是一种新型的离子交换膜。该方法通过将 PVA、交联剂和引发剂混合,采用辐射交联法制备。该方法具有制备过程简单、成本低、膜性能稳定等优点。基于 PVA 的抗污染交联型阴离子交换膜在许多领域都有广泛的应用前景,包括环保、化工、食品和饮料等领域。例如,在环保领域,该膜可以用于去除废水中的阴离子污染物,如硫酸根离子、氯离子等,达到废水处理的目的;在化工领域,该膜可以用于分离有机酸和无机酸,提高产品纯度;在食品和饮料领域,该膜可以用于去除水中的阴离子污染物,如硫酸根离子、氯离子等,保障食品的安全和品质。因此,基于 PVA 的抗污染交联型阴离子交换膜具有广阔的应用前景,有望在许多领域得到广泛的应用。
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)。
本发明提供的一种基于聚乙烯醇抗污染交联型阴离子交换膜的制备方法,选用价格低廉的聚乙烯醇作为高分子主链、然后采用功能小分子对其进行疏水性和离子交换基团改性,形成热、机械和尺寸稳定三维网络结构。所制备的阴离子交换膜在电渗析应用评价中表现出以下优势:(1)低面电阻。室温条件下测试的阴离子交换膜的面电阻在1.0–7.4Ω·cm2之间,其中所得最优选阴离子交换膜的为3.7Ω·cm2,满足电渗析用离子交换膜的低面电阻的性质要求;(2)高脱盐率。所得最优选阴离子交换膜的脱盐率达到91.3%,高于商业阴离子交换膜NEOSEPTA AMX的脱盐率83.5%,表明所得最优选阴离子交换膜满足电渗析应用要求;(3)耐污染性。以十二烷基苯磺酸钠(SDBS,0.8g·L-1)作为模型有机污染物,测试的“转变时间”作为评价离子交换膜的抗污染性能。所制备的阴离子交换膜的“转变时间”最长可达到1310min,显著长于商业阴离子交换膜NEOSEPTA AMX的“转变时间”200min,表明优越的抗污染性能;(4)高稳定性。采用同一阴离子交换膜,经循环测试5次(每次冲洗再电渗析测试),所制备的阴离子交换膜的“转变时间”的衰减情况优于商业阴离子交换膜NEOSEPTAAMX。
由于本发明可提供低面电阻、高稳定性和耐污染性基于聚乙烯醇抗污染交联型阴离子交换膜,因此在电渗析应用领域具有良好的应用前景。
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。