專利名稱：可原位水分散聚電解質(zhì)絡(luò)合物滲透汽化膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可原位水分散聚電解質(zhì)絡(luò)合物滲透汽化膜的制備方法。
背景技術(shù)：
聚電解質(zhì)絡(luò)合物在許多領(lǐng)域顯示出了重要性，并引起了許多研究者極大的興趣。迄今為止，聚電解質(zhì)絡(luò)合物已經(jīng)在化工領(lǐng)域和生物醫(yī)藥領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。在分離膜材料方面聚電解質(zhì)絡(luò)合物膜更呈現(xiàn)極好的應(yīng)用前景。與其他類型的聚合物膜相比，聚電解質(zhì)絡(luò)合物(PEC)膜滲透汽化性能更好，但由于聚電解質(zhì)絡(luò)合物固體的離子交聯(lián)結(jié)構(gòu)使其通常情況下不溶不熔，無法通過傳統(tǒng)的溶液鑄膜法或熱壓法直接獲得聚電解質(zhì)絡(luò)合物均一膜，其應(yīng)用受到了很大程度的限制。目前，文獻(xiàn)報(bào)道的制備聚電解質(zhì)絡(luò)合物膜的方法主要有四種，分別為層層自組裝法、兩層涂刮法、酸性共混法以及酸保護(hù)-堿去保護(hù)法。層層自組裝法是由聚陽離子和聚陰離子交替在基底表面沉積、靜電絡(luò)合形成薄膜，其缺點(diǎn)為通常需要組裝幾十個(gè)雙層，因而工藝復(fù)雜，難以工業(yè)放大。兩層涂刮法為先在支撐底膜上涂刮一種聚電解質(zhì)膜液，微干后再在其上涂刮(或浸入)另一種相反電荷的聚電解質(zhì)膜液(或溶液)。由于兩種相反電荷聚電解質(zhì)在界面處通過靜電作用形成離子交聯(lián)結(jié)構(gòu)，因而具有工藝難于控制，結(jié)構(gòu)不均一，從而使得性能不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。酸性共混法為先將弱聚陰離子和殼聚糖聚陽離子分別溶解于濃的甲酸或乙酸溶液中，然后將這兩種溶液按照傳統(tǒng)共混的方法混合得到鑄膜液。強(qiáng)酸會(huì)使聚陰離子弱酸根基團(tuán)質(zhì)子化，導(dǎo)致絡(luò)合程度不高，類似于普通的共混。酸保護(hù)-堿去保護(hù)法為Qian和Zhao等提出的一種制備均質(zhì)聚電解質(zhì)絡(luò)合物膜的方法。該法制備的聚電解質(zhì)絡(luò)合物膜應(yīng)用于滲透汽化異丙醇脫水具有超高的滲透通量和良好的分離性能，但其制備過程中需要使用外加酸、堿，并且經(jīng)過聚電解質(zhì)絡(luò)合物沉淀、干燥以及再分散等步驟，因而在制備中會(huì)產(chǎn)生廢酸液污染問題，且過程較為繁瑣。再者，該法制備的聚電解質(zhì)絡(luò)合物膜應(yīng)用于滲透汽化乙醇脫水性能仍然不夠理想。因此，尋找無需外加酸堿，過程簡單，操作方便地制備可水分散的聚電解質(zhì)絡(luò)合物及其高性能滲透汽化膜具有潛在應(yīng)用前景，一直為人們所期盼。評(píng)價(jià)膜的滲透汽化分離性能的參數(shù)為，分離因子和滲透通量/ (g/m2h)。其定義如下:
權(quán)利要求
1.一種可原位水分散聚電解質(zhì)絡(luò)合物滲透汽化膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 1)將5 7.5質(zhì)量份聚二甲基二烯丙基氯化銨溶于250質(zhì)量份水中，得到聚二甲基二烯丙基氯化銨溶液；或者將6 9質(zhì)量份聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨溶于300質(zhì)量份水中，得到聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨溶液；或者將20 30質(zhì)量份聚乙烯基亞胺溶于1000質(zhì)量份水中，得到聚乙烯基亞胺溶液；或者將4 6質(zhì)量份陽離子纖維素溶于200質(zhì)量份水中，得到陽離子纖維素溶液；將20 30質(zhì)量份羧甲基纖維素鈉溶于1000質(zhì)量份水中，得到羧甲基纖維素鈉溶液； 2)在25 800C下將0.01 100%的聚二甲基二烯丙基氯化銨溶液、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨溶液、聚乙烯基亞胺溶液或者陽離子纖維素溶液分別逐滴滴入羧甲基纖維素鈉溶液中，分別得到聚二甲基二烯丙基氯化銨/羧甲基纖維素鈉聚電解質(zhì)絡(luò)合物、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨/羧甲基纖維素鈉聚電解質(zhì)絡(luò)合物、聚乙烯基亞胺/羧甲基纖維素鈉聚電解質(zhì)絡(luò)合物或陽離子纖維素/羧甲基纖維素鈉聚電解質(zhì)絡(luò)合物；強(qiáng)力攪拌I 24 h使原位生成的上述四種聚電解質(zhì)絡(luò)合物完全分散在過量的羧甲基纖維素鈉溶液中； 3)靜置脫泡后，涂刮于聚砜底膜上，30 60°C下干燥3 24 h，得到聚二甲基二烯丙基氯化銨/羧甲基纖維素鈉聚電解質(zhì)絡(luò)合物、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨/羧甲基纖維素鈉聚電解質(zhì)絡(luò)合物、聚乙烯基亞胺/羧甲基纖維素鈉聚電解質(zhì)絡(luò)合物或陽離子纖維素/羧甲基纖維素鈉聚電解質(zhì)絡(luò)合物滲透汽化膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可原位水分散聚電解質(zhì)絡(luò)合物滲透汽化膜的制備方法，其特征在于所述步驟2)中聚陽離子溶液的用量為0.01 90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可原位水分散聚電解質(zhì)絡(luò)合物滲透汽化膜的制備方法，其特征在于所述步驟2)中共混溫度為30 80 X。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可原位水分散聚電解質(zhì)絡(luò)合物滲透汽化膜的制備方法，其特征在于所述步驟2)中攪拌時(shí)間為2 24 h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可原位水分散聚電解質(zhì)絡(luò)合物滲透汽化膜的制備方法，其特征在于所述步驟3)中聚電解質(zhì)絡(luò)合物膜的干燥溫度為35 60 °C，干燥時(shí)間為4 24h0
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可原位水分散聚電解質(zhì)絡(luò)合物滲透汽化膜的制備方法。它的步驟為1)將聚陽離子和聚陰離子分別配成濃溶液;2)一定的溫度和攪拌下將聚陽離子溶液逐滴滴入聚陰離子溶液，可制得完全分散的聚電解質(zhì)絡(luò)合物分散液(鑄膜液)；4)將鑄膜液過濾，靜置脫泡后，涂刮于聚砜底膜上，一定溫度下干燥后制得聚電解質(zhì)絡(luò)合物滲透汽化膜。本發(fā)明所制備的可水分散聚電解質(zhì)絡(luò)合物的方法無需外加酸堿，過程簡單，操作方便，所制得的滲透汽化膜具有超高滲透通量和高的分離因子。
文檔編號(hào)B01D67/00GK103084079SQ20131004227
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者錢錦文, 朱美華, 何原 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)