[发明专利]一种单价选择性阴离子交换膜的制备方法

说明书

一种单价选择性阴离子交换膜的制备方法，包括：(1)先往料液室中加入NSBC和NaCl的混合溶液，浓室中加入NaCl溶液，并使Na₂SO₄溶液充满电极室A和电极室B，然后设置电脉冲参数，通电进行电脉冲沉积使NSBC沉积到阴离子交换膜上；(2)沉积一定时间后，将料液室中溶液替换为HACC和NaCl的混合溶液，并交换两侧电流方向，保持电脉冲参数不变继续进行电脉冲沉积，使HACC沉积到阴离子交换膜上；(3)重复步骤(1)和步骤(2)的操作，从而使NSBC糖和HACC交替沉积到阴离子交换膜上，得到附着有多层NSBC/HACC的阴离子交换膜。本发明中，改性后的膜表面物质沉积均匀且单价离子选择性提高；电脉冲技术能提高电流的利用效率和多层稳定性，降低沉积时间和投资成本。

技术领域

本发明涉及一种单价选择性阴离子交换膜的制备方法，特别是指一种采用电脉冲技术改性阴离子交换膜的制备方法。

背景技术

电渗析技术是世界上处理污水、生产淡水的一种重要的方法，广泛应用于苦咸水的淡化和盐溶液的浓缩。其核心部分是使用的离子交换膜。离子交换膜最重要的特性是对离子的选择性透过作用。长久以来人们都在寻找提高对离子交换膜的选择透过性控制的方法。阴离子交换膜作为离子交换膜中重要的一个部分，近年对其提高对阴离子的选择透过性方面主要是通过在阴离子交换膜表面交联改性形成一层聚阴离子物质，从而提高阴离子交换膜的单价选择性。通过层层自组装方法，分别为在商品阴离子交换膜表面通过静电吸附作用形成多个改性层的新型离子交换膜已经被广泛报道。然而，上述沉积法所用时间过长，膜电阻过大，离子选择透过性及改性层的稳定性不高。也有文章报道利用交替电沉积方法，这虽能改性阴离子交换膜，但其只能测试在一种电流模式下的改性性能，在电沉积过程中，料液室内的带电聚合物与膜表面之间存在一定的极差电势，从而造成电流的利用效率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单价选择性阴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：

一种单价选择性阴离子交换膜的制备方法，所述制备方法在“四室三膜”膜改性装置中进行，所述“四室三膜”膜改性装置是由电极板A、阳离子交换膜A、待改性的阴离子交换膜、阳离子交换膜B、电极板B间隔排列构成电极室A、料液室、浓室和电极室B，其中待改性的阴离子交换膜的待改性面朝向料液室；

所述的制备方法包括：

(1)先往料液室中加入N-邻苯磺酸钠苯甲基壳聚糖(NSBC)和NaCl的混合溶液，其中N-邻苯磺酸钠苯甲基壳聚糖(NSBC)和NaCl的浓度分别为0.5～2g/L和0.1～1M，浓室中加入0.1～1M NaCl溶液，并通过电极液循环泵使0.1～1M Na₂SO₄溶液充满电极室A和电极室B，然后设置电脉冲参数，通电进行电脉冲沉积使N-邻苯磺酸钠苯甲基壳聚糖沉积到阴离子交换膜上；

(2)沉积一定时间后，将料液室中溶液替换为2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HACC)和NaCl的混合溶液，其中2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HACC)和NaCl的浓度分别为0.5～2g/L和0.1～1M，并交换两侧电流方向，保持电脉冲参数不变继续进行电脉冲沉积，使2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖沉积到阴离子交换膜上；

(3)重复步骤(1)和步骤(2)的操作，从而使N-邻苯磺酸钠苯甲基壳聚糖和2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖交替沉积到阴离子交换膜上，得到附着有多层NSBC/HACC的阴离子交换膜。

本发明中，沉积改性过程需保持先脉冲沉积NSBC后沉积HACC，在阴离子交换膜上得到多个NSBC/HACC双层改性层。本发明优选NSBC/HACC双层改性层的层数为5-10个，更优选为8-10个。