基于叔胺基團(tuán)的濃縮酸用陰離子交換膜的制備及表征.pdf

1、在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域會產(chǎn)生大量的廢稀酸，如不對其進(jìn)行處理直接排放，將會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。當(dāng)前最常規(guī)的處理辦法是用石灰中和之后排放，這種方法不僅處理效率低、價格昂貴，還會造成資源浪費(fèi)。如果采用電滲析技術(shù)將稀酸進(jìn)行濃縮再利用將會最大限度的節(jié)約資源，而且整個過程對環(huán)境友好，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。離子交換膜作為電滲析技術(shù)的核心部件對電滲析性能的影響十分明顯。為了滿足電滲析法濃縮酸技術(shù)的特殊要求，除了期待陰離子交換膜有較好的機(jī)械性能與電化學(xué)性能外，

2、更重要的是應(yīng)盡量降低氫離子在濃度梯度下的跨膜泄漏。這也是普通的陰離子交換膜難以在此項技術(shù)中應(yīng)用的原因。
　　熱塑性工程材料聚苯醚(PPO)因為其良好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性，以及價格低廉，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在陰離子交換膜領(lǐng)域。點(diǎn)擊化學(xué)(Click chemistry)反應(yīng)由于其反應(yīng)條件溫和、合成速度快和產(chǎn)率高等優(yōu)勢，在高分子合成以及膜的制備方面有著出色的表現(xiàn)。為了獲得具有較低氫離子泄漏率的陰離子交化膜。本文通過點(diǎn)擊化學(xué)的方法，

3、在PPO主鏈上引入叔胺型陰離子交換基團(tuán)來合成DEP-x系列聚合物，并通過熔融澆鑄法成膜。電滲析性能測試結(jié)果顯示，DEP-30膜對氫離子的濃縮極限為3.02mol/L，略高于ACM膜性能。對膜的IEC值、含水率、溶脹度、遷移數(shù)、膜面電阻以及電滲析性能進(jìn)行分析討論得出，影響陰離子交換膜氫離子泄漏的主要因素是陰離子交換基團(tuán)的種類以及膜的含水率與溶脹度。DEP-30膜其膜面電阻為3.7Ωcm2，低于ACM膜的7.2Ωcm2，雖然他們有相近的IE

4、C值。一般來說，帶有叔胺型陰離子交換基團(tuán)的陰膜的電滲析性能要優(yōu)于帶有季銨基團(tuán)膜的性能;擁有較低的含水率與溶脹度的膜其電滲析性能要更優(yōu)異。
　　基于第一部分的研究結(jié)果，為了研究疏水性烷基鏈及其長度對膜性能的影響，本文通過點(diǎn)擊化學(xué)的方法，將不同長度的烷基鏈引入到具有叔胺型陰離子交換膜的內(nèi)部。結(jié)果顯示C8X35Y5膜對氫離子的濃縮極限達(dá)到了3.025mol/L，其阻值卻遠(yuǎn)低于DEP-30膜。對制備的陰離子交換膜的性能進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，疏水性