[发明专利]一种引入N‑烷基双核吗啉阳离子的阴离子膜的制备方法

权利要求书

1.一种引入N-烷基双核吗啉阳离子的阴离子膜的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

季铵化壳聚糖溶解于1-5wt％的醋酸溶液中，然后加入碱性双核离子液体，碱性双核离子液体的质量分数为季铵化壳聚糖与碱性双核离子液体混合物的10-40％，于室温下机械搅拌3-5h，然后超声波处理10-30min；再加入体积比为1-3％的戊二醛溶液对季铵化壳聚糖进行交联，然后机械搅拌0.5-1.5h，超声波处理20-40min；最后将所得铸膜液在水平玻璃板上流延成膜，常温下蒸发溶剂，最后得到掺杂双核碱性离子液体的季铵化壳聚糖阴离子复合膜；

所述双核碱性离子液体为双核氢氧化十二烷基吗啉，具有如下结构：

2.根据权利要求1所述的一种引入N-烷基双核吗啉阳离子的阴离子膜的制备方法，其特征在于所述的季铵化壳聚糖与醋酸溶液的比例关系为1g季铵化壳聚糖溶解于18mL醋酸溶液中。

3.根据权利要求1所述的一种引入N-烷基双核吗啉阳离子的阴离子膜的制备方法，其特征在于所述的戊二醛占铸膜液的体积比为0.2％。

4.根据权利要求1所述的一种引入N-烷基双核吗啉阳离子的阴离子膜的制备方法，其特征在于所述双核碱性离子液体双核氢氧化十二烷基吗啉的制备步骤为：

称取溴代十二烷和NaOH置于反应器中，搅拌加热至30-50℃；将吗啡啉和水均匀混合，并预热至60-80℃，预热后的吗啡啉和水混合物滴加入装有溴代十二烷和NaOH的反应器中，加热至120-150℃搅拌反应6-8h；待反应产物冷却至室温后倒入分液漏斗中，取上层液体即为中间体十二烷基吗啉；其中原料的摩尔比为：溴代十二烷:吗啡啉:氢氧化钠:水＝1：1-1.5：1-2：3-7；

称取十二烷基吗啉和1,4-二溴丁烷于圆底烧瓶中，十二烷基吗啉和1,4-二溴丁烷的摩尔比为，十二烷基吗啉:1,4-二溴丁烷＝2:1～1.2，加热至110～140℃，反应时间为6～12h，得黄色粘稠状液体，然后将其放入真空干燥箱50℃干燥24h，即为溴代双核十二烷基吗啉；将溴代双核十二烷基吗啉置于锥形瓶中，然后加入KOH，溴代双核十二烷基吗啉和KOH的摩尔比为，溴代双核十二烷基吗啉:KOH＝1:2，加入30mL无水乙醇溶解，常温搅拌反应24～48h，通过离心分离除去白色固体KBr，剩余液体通过减压蒸馏除去溶剂乙醇，得到的黄色粘稠液体在80℃真空下干燥48h，即为双核氢氧化十二烷基吗啉碱性离子液体。

5.根据权利要求1所述的一种引入N-烷基双核吗啉阳离子的阴离子膜的制备方法，其特征在于所述双核氢氧化十二烷基吗啉碱性离子液体合成路线如下：

6.根据权利要求1所述的一种引入N-烷基双核吗啉阳离子的阴离子膜的制备方法，其特征在于所述的季铵化壳聚糖的制备步骤为：

取8-12g壳聚糖置于圆底烧瓶中，加入40-60mL异丙醇，机械搅拌下水浴加热升温至70-90℃，加入15-25mL 50wt％2，3-环氧丙基环氧丙基三甲基氯化铵(EPTMAC)的水溶液，恒温搅拌反应8-12h；然后在60-80℃减压蒸馏1.5-2.5h除去溶剂，将产物平铺至培养皿中，在70-90℃的烘箱内干燥30-50min后取出剪碎，继续在70-90℃烘箱内干燥4-6h至恒重，最后粉碎成粉末，得到季铵化壳聚糖，季铵化取代度为35.02±2.7％。