[发明专利]一种利用PEI交联的PECH/nylon复合阴离子交换膜的制备和应用

说明书

本发明公开了一种利用PEI交联的PECH/nylon复合阴离子交换膜的制备方法和应用。所述制备方法包括：(1)室温下使聚环氧氯丙烷完全溶解在二甲基亚砜中，得到聚环氧氯丙烷溶液；(2)室温下往聚环氧氯丙烷溶液加入交联剂聚乙烯亚胺，搅拌10‑30分钟，然后脱泡；(3)脱泡，然后室温下将脱泡完全的聚环氧氯丙烷溶液倾倒于干燥、洁净的尼龙网布上，将膜置于40℃‑60℃下真空干燥，得到CPECH/nylon复合阴膜；(4)将CPECH/nylon复合阴膜取出后放入三甲胺水溶液中进行季铵化，取出后用NaCl溶液清洗，得QCPECH/nylon复合阴离子交换膜。本发明制得的阴离子交换膜具有优异的抗溶胀性和较高的机械强度。本发明提供了所述的利用PEI交联的PECH/nylon复合阴离子交换膜在电渗析脱盐中的应用，表现出很高的脱盐率。

技术领域

本发明涉及一种阴离子交换膜的制备方法及其在电渗析脱盐中的应用。

背景技术

近年来，电渗析技术在各行各业的应用与日俱增，电渗析技术是基于离子在电场作用下进行的选择性的迁移从而对物质进行提纯与分离的方法。电渗析技术不仅可以用于生产安全饮用水和将有害化学物质与水进行分离，同时还在食品、化工和制药等行业中发挥着突出的作用，电渗析技术相对于其他分离技术的优势主要体现在低能量成本，较低的预处理要求，更易操作,更低维护成本与更长的膜寿命等方面。

作为电渗析技术中的最核心的部分，阴离子交换膜的质量直接决定了电渗析技术的效率。然而在传统阴离子交换膜制备方案中，氯甲基化反应过程不可避免的会采用氯甲醚、双氯甲醚等强致癌物质，这些物质会对身体和环境造成伤害。因而如何避免氯甲基化步骤来制备阴离子交换膜已成为目前大家研究的目标。

聚环氧氯丙烷(PECH)是一种线性高分子聚合物，具有较好的稳定性及成膜性能，但是以PECH为基体制备的阴膜机械强度较差，易吸水性等缺点，限制了其在电渗析技术中的实际应用。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种利用PEI交联的PECH/nylon复合阴离子交换膜的制备方法，制得的阴离子交换膜具有优异的抗溶胀性和较高的机械强度。

本发明的第二个目的是提供所述的利用PEI交联的PECH/nylon复合阴离子交换膜在电渗析脱盐中的应用，表现出很高的脱盐率。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种利用PEI交联的PECH/nylon复合阴离子交换膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)室温下，使聚环氧氯丙烷(PECH)完全溶解在二甲基亚砜(DMSO)中，得到聚环氧氯丙烷(PECH)溶液；

(2)在室温下，往步骤(1)中的PECH溶液加入交联剂聚乙烯亚胺(PEI)，搅拌10-30分钟，得到聚环氧氯丙烷(PECH)溶液；其中聚乙烯亚胺的加入质量是聚环氧氯丙烷质量的2％-18％；

(3)将步骤(2)得到的聚环氧氯丙烷(PECH)溶液进行脱泡，然后在室温下将脱泡完全的聚环氧氯丙烷(PECH)溶液倾倒于干燥、洁净的尼龙网布上，将膜置于40℃-60℃下真空干燥，得到干燥透明的QPECH/nylon复合阴膜；

(4)将步骤(3)中得到的QPECH/nylon复合阴膜取出后放入三甲胺(TMA)水溶液中进行季铵化，取出后用NaCl溶液清洗，得QCPECH/nylon复合阴离子交换膜。制得的QCPECH/nylon复合阴离子交换膜浸泡在去离子水保存待用。

所述的步骤(1)中，本领域技术人员可以自行选择合适的技术手段使聚环氧氯丙烷(PECH)完全溶解在DMSO中，比如加热、搅拌等。

所述的步骤(2)中，加入的交联剂聚乙烯亚胺(PEI)的质量优选为聚环氧氯丙烷质量的6％。搅拌时间优选为10分钟。