一种用于渗透汽化的聚电解质膜和聚电解质复合物膜的制备方法

摘要

本发明涉及一种用于渗透汽化的聚电解质膜和聚电解质复合物膜的制备方法，制备的是阳离子聚乙烯醇膜等。在一个实施例中，其制备方法是将聚乙烯醇溶解于水中，在溶液中加入氢氧化钾，再加入阳离子醚化剂，反应，将阳离子聚乙烯醇配制成水溶液，经过滤、脱泡后，在聚丙烯腈基膜上涂布，烘干，即为本发明的阳离子聚电解质膜一种。用本发明的方法制备的复合物膜，其制备工艺简单，用于有机物脱水时，具有高渗透通量和高分离因子的优点。

主权项

1、一种用于渗透汽化的聚电解质复合物膜的制备方法，其特征在于制备的三种聚电解质复合物膜是：季胺烷基醚化阳离子聚乙烯醇/磷酸酯化聚乙烯醇复合物膜，季胺烷基醚化阳离子聚乙烯醇/磺酸基取代聚乙烯醇复合物膜，季胺烷基醚化阳离子聚乙烯醇/羧甲基取代聚乙烯醇复合物膜，制备方法包括如下各步骤：(1)季胺烷基醚化阳离子聚乙烯醇的制备：将聚乙烯醇即PVA溶解于水中，配制成质量百分浓度为8％～12％的水溶液，在溶液中加入10％～20％的氢氧化钾水溶液，其中氢氧化钾和PVA单体的摩尔比为1～5∶20，再加入相当于PVA单体摩尔数的20～60％的阳离子醚化剂，该阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵或2，3-环氧丙基-三甲基氯化铵，在60℃的温度下反应4小时，加入乙醇、乙酸乙酯或丙酮中的任何一种，沉淀出反应产物，再用乙醇洗涤，将产物干燥后得到取代度为1.3～5.7％的季胺烷基醚化阳离子聚乙烯醇；(2)磷酸酯化聚乙烯醇、磺酸基取代聚乙烯醇、羧甲基取代聚乙烯醇的制备：(a)磷酸酯化聚乙烯醇的制备将聚乙烯醇即PVA溶解于水中，配成质量百分浓度为5～10％的水溶液，在溶液中加入一定量的磷酸和尿素即脲，使加入磷酸的质量相当于PVA质量的25～200％，加入脲的质量相当于PVA质量的3～5％，在95℃的温度下，搅拌反应3小时，停止加热和搅拌，冷却到60℃左右的温度，加入乙醇、乙酸乙酯或丙酮，沉淀出反应产物，用乙醇、乙酸乙酯或丙酮洗涤，干燥后，即为磷酸酯化聚乙烯醇；(b)磺酸基取代聚乙烯醇的制备将聚乙烯醇即PVA溶解于水中，配成5～8wt％的水溶液，加入98wt％的浓硫酸，使硫酸的质量相当于溶液质量的10～50wt％，在60℃的温度下剧烈搅拌12小时，用氢氧化钠(或氢氧化钾)溶液沉淀出反应产物，再用乙醇或丙酮洗涤，干燥后，即为磺酸基取代聚乙烯醇；(c)羧甲基取代聚乙烯醇的制备将聚乙烯醇即PVA溶解于水中，配成5～12wt％的水溶液，加入浓度为10～30％的氢氧化钠水溶液，其中氢氧化钠和PVA单体的摩尔比为1∶1～10，在35～40℃的温度下搅拌反应1小时，加入氯乙酸和氢氧化钠的混合溶液，其中氯乙酸和氢氧化钠的摩尔比为1～2∶1后，在60～65℃的温度下搅拌反应2～4小时，加入盐酸中和后，加入乙醇或丙酮，沉淀产物，经洗涤，干燥后，即为羧甲基取代聚乙烯醇；(3)将季胺烷基醚化阳离子聚乙烯醇分别与磷酸酯化聚乙烯醇、磺酸基取代聚乙烯醇、羧甲基取代聚乙烯醇按质量比1～3∶1混合后，配制成浓度为5～8wt％的水溶液，经过滤、脱泡后，在PAN基膜上涂布，涂布厚度为40～70μm，在40～50℃的温度下烘干后，即为聚电解质复合物膜。