專利名稱：電場驅(qū)動聚電解質(zhì)層層自組裝滲透汽化膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料制備和膜分離領(lǐng)域，尤其涉及一種電場驅(qū)動聚電解 質(zhì)層層自組裝滲透汽化膜的制備方法。
技術(shù)背景滲透汽化是近幾十年來研究開發(fā)出來的一種新型的膜分離過程，在液體混 合物蒸汽壓差推動下，它利用各組分通過膜的溶解與擴散速率的不同來實現(xiàn)對 進料液體混合物的分離。與傳統(tǒng)的精餾、吸附、萃取等分離工藝相比，它具有 分離效率高、設(shè)備簡單、操作方便、能耗低等優(yōu)點。在分離近沸點混合物，共 沸物，溫度敏感性高的混合體系時，滲透汽化尤其表現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢。近十 來來，國內(nèi)外的工業(yè)應(yīng)用界、學(xué)術(shù)界對滲透汽化尤其是有機物脫水的研究持續(xù) 進行，已經(jīng)在理論和實際應(yīng)用方面都取得很大的進展。用于脫水的分離膜的親水性對其滲透汽化性能相當(dāng)重要。聚電解質(zhì)由于其 優(yōu)越的親水性而被廣泛用于滲透汽化脫水研究，其中包括一系列天然的聚電解 質(zhì)如殼聚糖，海藻酸鈉，纖維素鈉和合成的聚電解質(zhì)如聚丙烯酸鈉，磺化聚砜 等。傳統(tǒng)的制膜方法是采用涂刮法，這種方法是首先將一種聚電解質(zhì)鑄膜液刮 在支撐物上，待其微干后在其表面刮上另一種帶相反電荷的聚電解質(zhì)鑄膜液， 使帶相反電荷的聚電解質(zhì)在界面復(fù)合產(chǎn)生聚電解質(zhì)復(fù)合物膜。但是，此方法制 備得到的膜的厚度大，在幾微米到幾十微米范圍內(nèi)，導(dǎo)致膜的通量大大下降； 而且制膜工藝難以控制，得到的膜的分離皮表層結(jié)構(gòu)是不均一，嚴重而影響膜 結(jié)構(gòu)的致密性，降低了膜的分離效果。近年來新發(fā)展起來的聚電解質(zhì)層層自組 裝(LbL)技術(shù)是一種新型的制膜技術(shù)。該技術(shù)在膜分離尤其是滲透汽化方面有很 大的應(yīng)用前景(Regine v. Klitzing. Bernd Tieke.爿dv P0/7m (2004) 165:177-210)。該方法是利用正負電荷間的靜電吸附和過渡補償原理。其基本過 程是在一個帶負電的底膜上吸附帶正電荷的聚電解質(zhì)，使吸附了聚電解質(zhì)的 底膜電荷過渡補償，這樣使膜的電荷反轉(zhuǎn)成正電；將已經(jīng)電荷反轉(zhuǎn)的帶正電的 膜再吸附帶負電的聚電解質(zhì)，使膜再次反轉(zhuǎn)成負電荷。這樣一層一層組裝形成 的膜稱為層層自組裝膜。該方法的優(yōu)點是聚電解質(zhì)的優(yōu)異的親水性，可以廣 泛運用于有機物脫水；自組裝膜表面結(jié)構(gòu)有序致密，克服了涂刮膜相分離或斷 層缺陷不均勻結(jié)構(gòu)，分離因子高；自組裝膜功能層薄，且膜厚可由組裝層數(shù)調(diào) 控，分離滲透通量大。但是,由這種普通組裝情況下得到的滲透汽化膜由于每層吸附量太少，每個單層厚度僅為0.5 3nm， 一般需要組裝幾十甚至幾百層才能有一定的分離效果。因此，其主要缺點是費時，工作量大。本發(fā)明提出的一種電場驅(qū)動聚電解質(zhì)層層自組裝滲透汽化膜的制備方法可有效克服上述缺點。水滲透透性滲透汽化膜的分離性能，通以常通量( /)和分離因子(ow。)來衡量。其定義如下 J= 透過液重量(g) —膜面積(m"x透過時間(/0"/c o其中滲透重量通過稱重法得到，cw、 c。為透過液中水和有機物的質(zhì)量百分 濃度，它們的值由氣相色譜或者示差折光儀確定。cw 、 c。為進料液中水和有機物的質(zhì)量百分濃度，其值為實驗所配進料液組成。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種電場驅(qū)動高通量聚電解質(zhì)層層自組裝滲透汽化膜 的制備方法。包括如下步驟1) 將5 50質(zhì)量份陽離子聚電解質(zhì)加入到10000質(zhì)量份水中，攪拌，40 5(TC下恒溫24 48小時，得到陽離子聚電解質(zhì)溶液；5 50質(zhì)量份陰離子聚電 解質(zhì)加入到10000質(zhì)量份水中，攪拌，40 5(TC下恒溫24 48小時，得到陰離 子聚電解質(zhì)溶液；2) 將1000 2000質(zhì)量份上述陽離子聚電解質(zhì)溶液加入陽離子聚電解質(zhì)容 器中，將連接在直流電源上正負極的電極板分別放入陽離子聚電解質(zhì)溶液容器 中，固定電極，電極間距離為5 20cm，輸出電壓范圍1 50V;將1000 2000 質(zhì)量份陰離子聚電解質(zhì)溶液加入上述陰離子聚電解質(zhì)容器中，將連接在直流電 源上正負極的電極板放入陰離子聚電解質(zhì)溶液容器中，固定電極，電極間距離 為5 20cm，輸出電壓范圍1 50V;3) 將帶負電的底膜垂直于電場方向放入陽離子溶液容器中，靜置5 30分 鐘，帶負電的底膜電荷反轉(zhuǎn)成帶正電的膜，將取出的帶正電的膜用去離子水浸 泡，氮氣吹干后45 60。C下干燥；帶正電的干燥膜放入陰離子聚電解質(zhì)溶液容 器中，靜置5 30分鐘后，帶正電的膜再反轉(zhuǎn)成帶負電的膜，將帶負電的膜取 出，用去離子水浸泡，氮氣吹干后45 6(TC下干燥；如此反復(fù)1 20次，制備 得到聚電解質(zhì)層層自組裝滲透汽化膜。所述步驟l)中陽離子聚電解質(zhì)為聚(二甲基二烯丙基氯化銨)、聚乙烯 亞胺、殼聚糖或聚丙烯基氯化銨。步驟O中陰離子離子聚電解質(zhì)為聚苯乙烯 磺酸鈉、海藻酸鈉或聚丙烯酸鈉。步驟2)中電壓優(yōu)先為2 20V。步驟2)中的電極間距離優(yōu)先為8 15cm。步驟2)中的電極為石墨電極、鉛電極或不銹鋼 電極。步驟3)中組裝的層數(shù)優(yōu)先為5 10層。步驟3)中的底膜為聚酰胺膜或水解聚丙烯腈膜。本方法制備的膜可以克服傳統(tǒng)刮膜法制備聚電解質(zhì)膜工藝難于控制，膜結(jié) 構(gòu)不均一而且通量小和普通"層層自組裝膜"組裝層數(shù)多、工作量大的缺點， 在滲透汽化中表現(xiàn)出可觀的通量和良好的選擇性和穩(wěn)定性。本方法利用在外加 電場下， 一方面電場力的作用使聚電解質(zhì)向底膜方向運動，加快聚電解質(zhì)的吸 附速度和加大聚電解質(zhì)的吸附量；另一方面電場的取向作用使聚電解質(zhì)高分子 鏈段在溶液中發(fā)生取向，使得在無電場存在下聚電解質(zhì)鏈的無規(guī)線團垂直于電 場方向平行排列，平行舒展的聚電解質(zhì)鏈吸附到底膜上更平坦，使功能層膜更 加有序化，提高膜的分離效果。本方法利用電場存在下制備高通量的聚電解質(zhì) 層層自組裝滲透汽化膜在國內(nèi)外文獻中尚未見報道，屬于首次提出。
具體實施方式
實施例120質(zhì)量份聚(二甲基二烯丙基氯化銨)溶于10000質(zhì)量份去離子水中，40 。C下恒溫24小時；20質(zhì)量份聚苯乙烯磺酸鈉溶于10000質(zhì)量份去離子水中，40 t:下恒溫24小時。將1000質(zhì)量份聚(二甲基二烯丙基氯化銨)溶液加入容器 中，石墨電極板垂直放入溶液中，兩電極間距離為10cm，電壓為5V，將聚酰 胺膜中浸入電場存在的溶液中，帶負電的一面朝向電極正極平行放置，靜置15 分鐘后取出，所得到的膜用去離子水清洗，氮氣吹干后45'C下干燥；將1000 質(zhì)量份聚苯乙烯磺酸鈉溶液放入另一容器中，石墨電極板垂直放入溶液中，兩 電極間距離為10cm，電壓為5V。將已經(jīng)組裝了聚(二甲基二烯丙基氯化銨) 的聚酰胺膜浸入電場存在的聚苯乙烯磺酸鈉溶液中，帶正電的一面朝向電極負 極平行放置，靜置15分鐘后取出，所得到的膜用去離子水清洗，氮氣吹干后45 r下干燥。如此循環(huán)得到組裝了 9層的自組裝膜。將該自組裝滲透汽化復(fù)合膜 用于異丙醇脫水，發(fā)現(xiàn)組裝膜呈現(xiàn)水優(yōu)先透過性。對于含異丙醇90wtM的異丙 醇/水進料液，35。C下通量為1.48kg/r^h，透過液水含量為72.83 %(aw/。=24); 45°C 下通量為1.93kg/m2h，透過液水含量為82.77% (aw/。=43); 55°C下通量為 2.38kg/m2h，透過液水含量為82.87% (aw/。=44)。實施例220質(zhì)量份殼聚糖、20質(zhì)量份醋酸溶于10000質(zhì)量份去離子水中，5(TC下恒 溫48小時；20質(zhì)量份聚海藻酸鈉溶于10000質(zhì)量份去離子水中，5(TC下恒溫 48小時。將IOOO質(zhì)量份殼聚糖溶液加入容器中，鉛電極板垂直放入溶液中，兩 電極間距離為10cm,電壓為20V。將聚酰胺膜中浸入電場存在下的溶液中，帶 負電的一面朝向電極正極平行放置，靜置15分鐘后取出，所得到的膜用去離子 水清洗，氮氣吹干后60。C下干燥；將1000質(zhì)量份海藻酸鈉溶液放入另一容器 中，鉛電極板垂直放入溶液中，兩電極間距離為10cm，電壓為2V。將已經(jīng)組 裝了殼聚糖的帶正電的聚酰胺膜浸入電場存在下的海藻酸鈉溶液中，帶正電的 一面朝向電極負極平行放置，靜置15分鐘后取出，所得到的膜用去離子水清洗， 氮氣吹干后6(TC下干燥。如此循環(huán)得到組裝了20層的自組裝膜。將將該自組裝 滲透汽化復(fù)合膜用于異丙醇脫水，發(fā)現(xiàn)膜呈現(xiàn)水優(yōu)先透過性。對于含異丙醇 95wt。/。的異丙醇/水進料液，35°C下通量為0.78kg/m2h，透過液水含量為81.77 % (aw/。=85) ; 45°C下通量為0.91kg/m2h，透過液水含量為84.82% (aw/。=106); 55。C下通量為1.35kg/m2h，透過液水含量為85.77% (aw/。=115)。 實施例350質(zhì)量份聚丙烯基氯化銨溶于10000ml去離子水中，40。C下恒溫24小時； 50質(zhì)量份聚苯乙烯磺酸鈉溶于10000ml去離子水中，40。C下恒溫24小時。將 2000質(zhì)量份聚丙烯基氯化銨溶液加入容器中，不銹鋼電極板垂直放入溶液中， 兩電極間距離為5cm，電壓為50V。水解的帶負電的聚丙烯腈膜一面平行朝向 電極正極，靜置30min后取出，所得到的膜用去離子水清洗，氮氣吹干后45'C 下干燥。將2000質(zhì)量份聚苯乙烯磺酸鈉溶液放入另一容器中，不銹鋼電極板垂 直放入溶液中，兩電極間距離為5cm,電壓為50V。將已經(jīng)組裝了聚丙烯基氯 化銨聚電解質(zhì)的帶正電的聚丙烯腈膜中帶電的一面平行朝向電極負極，靜置 30min后取出，所得到的膜用去離子水清洗，氮氣吹干后45t:下干燥。如此循 環(huán)得到組裝了 20層的自組裝膜。將將該自組裝滲透汽化復(fù)合膜用于異丙醇脫水， 發(fā)現(xiàn)膜呈現(xiàn)水優(yōu)先透過性。對于含異丙醇90wtn/。的異丙醇/水進料液，35°<:下通 量為0.53kg/m2h，透過液水含量為95.21 %(aw/。=179); 45°C下通量為0.75kg/m2h， 透過液水含量為95.38% (aw/。=187); 55°C下通量為1.03kg/m2h，透過液水含量 為95.93% (aw/0=211)。 實施例45質(zhì)量份聚丙烯基氯化銨溶于10000ml去離子水中，4(TC下恒溫24小時；5質(zhì)量份聚苯乙烯磺酸鈉溶于10000ml去離子水中，4(TC下恒溫24小時。將1000 質(zhì)量份聚丙烯基氯化銨溶液加入容器中，不銹鋼電極板垂直放入溶液中，兩電 極間距離為20cm，電壓為IV。水解的帶負電的聚丙烯腈膜一面平行朝向電極 正極，靜置5min后取出，所得到的膜用去離子水清洗，氮氣吹干后45"C下干燥。 將IOOO質(zhì)量份聚苯乙烯磺酸鈉溶液放入另一容器中，不銹鋼電極板垂直放入溶 液中，兩電極間距離為20cm，電壓為IV。將已經(jīng)組裝了聚丙烯基氯化銨聚電 解質(zhì)的帶正電的聚丙烯聚腈膜中帶電的一面平行朝向電極負極，靜置5min后取 出，所得到的膜用去離子水清洗，氮氣吹干后45"C下干燥。如此循環(huán)得到組裝 了 1層的自組裝膜。將將該自組裝滲透汽化復(fù)合膜用于異丙醇脫水，發(fā)現(xiàn)膜呈 現(xiàn)水優(yōu)先透過性。對于含異丙醇90wt。/。的異丙醇/水進料液，35°C下通量為 1.67kg/m2h，透過液水含量為64.62。％ (aw/。=16) ; 45°C下通量為2.36kg/m2h，透 過液水含量為67.23% (aw/。=18); 55°C下通量為4.03kg/m2h，透過液水含量為 61.36% (aw/0=14)。 實施例520質(zhì)量份聚乙烯亞胺溶于lOOOOml去離子水中，40。C下恒溫24小時；10 質(zhì)量份聚丙烯酸鈉溶于lOOOOml去離子水中，40"C下恒溫24小時。將1000質(zhì) 量份聚乙烯亞胺溶液加入容器中，石墨電極板垂直放入溶液中，兩電極間距離 為10cm，電壓為20V。水解的帶負電的聚酰胺膜一面平行朝向電極正極，靜置 15min后取出，所得到的膜用去離子水清洗，氮氣吹干后45'C下干燥。將1000 質(zhì)量份聚丙烯酸鈉溶液放入另一容器中，石墨電極板垂直放入溶液中，兩電極 間距離為10cm，電壓為20V。將已經(jīng)組裝了聚乙烯亞胺的帶正電的聚酰胺膜中 帶電的一面平行朝向電極負極，靜置15min后取出，所得到的膜用去離子水清 洗，氮氣吹干后45'C下干燥。如此循環(huán)得到組裝了 IO層的自組裝膜。將將該自 組裝滲透汽化復(fù)合膜用于異丙醇脫水，發(fā)現(xiàn)膜呈現(xiàn)水優(yōu)先透過性。對于含異丙 醇90wt。/。的異丙醇/水進料液，35°C下通量為0.69kg/m2h，透過液水含量為99.18 %(aw/。=1089); 45°C下通量為1.23kg/m2h，透過液水含量為99.27%(aw/。=l 198); 55QC下通量為2.02kg/m2h，透過液水含量為99.08% (aw/。=979)。 實施例620質(zhì)量份聚乙烯亞胺溶于lOOOOml去離子水中，4(TC下恒溫24小時；10 質(zhì)量份聚丙烯酸鈉溶于lOOOOml去離子水中，4(TC下恒溫24小時。將1000質(zhì)量份聚乙烯亞胺溶液加入容器中，石墨電極板垂直放入溶液中，兩電極間距離 為10cm，電壓為5V。水解的帶負電的聚酰胺膜一面平行朝向電極正極，靜置15min后取出，所得到的膜用去離子水清洗，氮氣吹干后45"C下干燥。將1000 質(zhì)量份聚丙烯酸鈉溶液放入另一容器中，石墨電極板垂直放入溶液中，兩電極 間距離為10cm，電壓為5V。將已經(jīng)組裝了聚乙烯亞胺的帶正電的聚酰胺膜中 帶電的一面平行朝向電極負極，靜置15min后取出，所得到的膜用去離子水清 洗，氮氣吹干后45"C下干燥。如此循環(huán)得到組裝了 9層的自組裝膜。將將該自 組裝滲透汽化復(fù)合膜用于異丙醇脫水，發(fā)現(xiàn)膜呈現(xiàn)水優(yōu)先透過性。對于含異丙 醇95wt。/。的異丙醇/水進料液，35°C下通量為0.53kg/m2h，透過液水含量為99.38 %(cw。=3046); 45°C下通量為0.89kg/m2h，透過液水含量為99.47%(aw/。=3566); 55。C下通量為1.26kg/m2h，透過液水含量為99.42% (aw/。=3257)。 實施例720質(zhì)量份聚乙烯亞胺溶于lOOOOml去離子水中，4(TC下恒溫24小時；10 質(zhì)量份聚丙烯酸鈉溶于lOOOOml去離子水中，4(TC下恒溫24小時。將1000質(zhì) 量份聚乙烯亞胺溶液加入容器中，石墨電極板垂直放入溶液中，兩電極間距離 為10cm，電壓為3V。水解的帶負電的聚酰胺膜一面平行朝向電極正極，靜置 15min后取出，所得到的膜用去離子水清洗，氮氣吹干后45"C下干燥。將1000 質(zhì)量份聚丙烯酸鈉溶液放入另一容器中，石墨電極板垂直放入溶液中，兩電極 間距離為10cm，電壓為3V。將已經(jīng)組裝了聚乙烯亞胺的帶正電的聚酰胺膜中 帶電的一面平行朝向電極負極，靜置15min后取出，所得到的膜用去離子水清 洗，氮氣吹干后45'C下干燥。如此循環(huán)得到組裝了 IO層的自組裝膜。將將該自 組裝滲透汽化復(fù)合膜用于異丙醇脫水，發(fā)現(xiàn)膜呈現(xiàn)水優(yōu)先透過性。對于含異丙 醇90wt。/。的異丙醇/水進料液，35°C下通量為0.78kg/m2h，透過液水含量為98.38 % (aw/。=547) ; 45°C下通量為1.78kg/m2h，透過液水含量為98.32% (aw/。=527); 55°C下通量為2.97kg/m2h，透過液水含量為97.91 % (aw/。=422)。 實施例820質(zhì)量份聚乙烯亞胺溶于lOOOOml去離子水中，4(TC下恒溫24小時；10 質(zhì)量份聚丙烯酸鈉溶于lOOOOml去離子水中，4(TC下恒溫24小時。將1000質(zhì) 量份聚乙烯亞胺溶液加入容器中，石墨電極板垂直放入溶液中，兩電極間距離 為15cm，電壓為5V。水解的帶負電的聚酰胺膜一面平行朝向電極正極，靜置 15min后取出，所得到的膜用去離子水清洗，氮氣吹干后45"C下干燥。將1000 質(zhì)量份聚丙烯酸鈉溶液放入另一容器中，石墨電極板垂直放入溶液中，兩電極 間距離為15cm，電壓為5V。將己經(jīng)組裝了聚乙烯亞胺的帶正電的聚酰胺膜中 帶電的一面平行朝向電極負極，靜置15min后取出，所得到的膜用去離子水清洗，氮氣吹干后45'C下干燥。如此循環(huán)得到組裝了 IO層的自組裝膜。將將該自 組裝滲透汽化復(fù)合膜用于異丙醇脫水，發(fā)現(xiàn)膜呈現(xiàn)水優(yōu)先透過性。對于含異丙 醇80wt。/。的異丙醇/水進料液，35°C下通量為0.92kg/m2h，透過液水含量為98.77 % (aw/。=321) ; 45°C下通量為1.52kg/m2h，透過液水含量為98.64% (aw/。=290); 55°C下通量為2.35kg/m2h，透過液水含量為98.42% (aw/。=249)。 實施例920質(zhì)量份聚乙烯亞胺溶于10000ml去離子水中，40。C下恒溫24小時；10 質(zhì)量份聚丙烯酸鈉溶于10000ml去離子水中，4(TC下恒溫24小時。將1000質(zhì) 量份聚乙烯亞胺溶液加入容器中，石墨電極板垂直放入溶液中，兩電極間距離 為15cm，電壓為5V。水解的帶負電的聚酰胺膜一面平行朝向電極正極，靜置 15min后取出，所得到的膜用去離子水清洗，氮氣吹干后45"C下干燥。將1000 質(zhì)量份聚丙烯酸鈉溶液放入另一容器中，石墨電極板垂直放入溶液中，兩電極 間距離為15cm，電壓為5V。將已經(jīng)組裝了聚乙烯亞胺的帶正電的聚酰胺膜中 帶電的一面平行朝向電極負極，靜置15min后取出，所得到的膜用去離子水清 洗，氮氣吹干后45i:下干燥。如此循環(huán)得到組裝了 IO層的自組裝膜。將將該自 組裝滲透汽化復(fù)合膜用于異丙醇脫水，發(fā)現(xiàn)膜呈現(xiàn)水優(yōu)先透過性。對于含異丙 醇70wt。/。的異丙醇/水進料液，35°C下通量為1.23kg/m2h，透過液水含量為97.78%(aw/。=103) ; 45。C下通量為1.92kg/m2h，透過液水含量為97.51 % (aw/o=92); 55°C下通量為2.98kg/m2h，透過液水含量為97.85% (aw/。=106)。 實施例1020質(zhì)量份聚乙烯亞胺溶于10000ml去離子水中，4(TC下恒溫24小時；10 質(zhì)量份聚丙烯酸鈉溶于10000ml去離子水中，4(TC下恒溫24小時。將1000質(zhì) 量份聚乙烯亞胺溶液加入容器中，石墨電極板垂直放入溶液中，兩電極間距離 為15cm，電壓為5V。水解的帶負電的聚酰胺膜一面平行朝向電極正極，靜置 15min后取出，所得到的膜用去離子水清洗，氮氣吹干后45"C下干燥。將1000 質(zhì)量份聚丙烯酸鈉溶液放入另一容器中，石墨電極板垂直放入溶液中，兩電極 間距離為15cm，電壓為5V。將已經(jīng)組裝了聚乙烯亞胺的帶正電的聚酰胺膜中 帶電的一面平行朝向電極負極，靜置15min后取出，所得到的膜用去離子水清 洗，氮氣吹干后45"下干燥。如此循環(huán)得到組裝了 IO層的自組裝膜。將將該自 組裝滲透汽化復(fù)合膜用于異丙醇脫水，發(fā)現(xiàn)膜呈現(xiàn)水優(yōu)先透過性。對于含異丙 醇50wt。/。的異丙醇/水進料液，35°C下通量為1.87kg/m2h，透過液水含量為96.25% (aw/。=51); 45°C下通量為2.75kg/m2h，透過液水含量為96.46% (aw/。=55); 55°C 下通量為4.03kg/m2h，透過液水含量為95.72°% (aw/。=45)。
權(quán)利要求
1.電場驅(qū)動高通量聚電解質(zhì)層層自組裝滲透汽化膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)將5～50質(zhì)量份陽離子聚電解質(zhì)加入到10000質(zhì)量份水中，攪拌，40～50℃下恒溫24～48小時，得到陽離子聚電解質(zhì)溶液；5～50質(zhì)量份陰離子聚電解質(zhì)加入到10000質(zhì)量份水中，攪拌，40～50℃下恒溫24～48小時，得到陰離子聚電解質(zhì)溶液；2)將1000～2000質(zhì)量份上述陽離子聚電解質(zhì)溶液加入陽離子聚電解質(zhì)容器中，將連接在直流電源上正負極的電極板分別放入陽離子聚電解質(zhì)溶液容器中，固定電極，電極間距離為5～20cm，輸出電壓范圍1～50V；將1000～2000質(zhì)量份陰離子聚電解質(zhì)溶液加入上述陰離子聚電解質(zhì)容器中，將連接在直流電源上正負極的電極板放入陰離子聚電解質(zhì)溶液容器中，固定電極，電極間距離為5～20cm，輸出電壓范圍1～50V；3)將帶負電的底膜垂直于電場方向放入陽離子溶液容器中，靜置5～30分鐘，帶負電的底膜電荷反轉(zhuǎn)成帶正電的膜，將取出的帶正電的膜用去離子水浸泡，氮氣吹干后45～60℃下干燥；帶正電的干燥膜放入陰離子聚電解質(zhì)溶液容器中，靜置5～30分鐘后，帶正電的膜再反轉(zhuǎn)成帶負電的膜，將帶負電的膜取出，用去離子水浸泡，氮氣吹干后45～60℃下干燥；如此反復(fù)1～20次，制備得到聚電解質(zhì)層層自組裝滲透汽化膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種電場存在下高通量聚電解質(zhì)層層自組裝滲 透汽化膜的制備方法，其特征在于所述步驟l)中陽離子聚電解質(zhì)為聚(二甲 基二烯丙基氯化銨)、聚乙烯亞胺、殼聚糖或聚丙烯基氯化銨。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種電場存在下高通量聚電解質(zhì)層層自組裝滲透汽化膜的制備方法，其特征在于所述步驟l)中陰離子離子聚電解質(zhì)為聚苯乙烯磺酸鈉、海藻酸鈉或聚丙烯酸鈉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種電場存在下高通量聚電解質(zhì)層層自組裝滲 透汽化膜的制備方法，其特征在于所述步驟2)中電壓為2 20V。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種電場存在下高通量聚電解質(zhì)層層自組裝滲 透汽化膜的制備方法，其特征在于所述步驟2)中的電極間距離為8 15cm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種電場存在下高通量聚電解質(zhì)層層自組裝滲 透汽化膜的制備方法，其特征在于所述步驟2)中的電極為石墨電極、鉛電極或不銹鋼電極。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種電場存在下高通量聚電解質(zhì)層層自組裝滲透汽化膜的制備方法，其特征在于所述步驟3)中組裝的層數(shù)為5 10層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種電場存在下高通量聚電解質(zhì)層層自組裝滲 透汽化膜的制備方法，其特征在于所述步驟3)中的底膜為聚酰胺膜或水解聚丙烯腈膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在電場驅(qū)動聚電解質(zhì)層層自組裝滲透汽化膜的制備方法。(1)配制一定濃度的陽離子聚電解質(zhì)和陰離子聚電解質(zhì)溶液；(2)通過改變組裝池中正、負電極間距離和輸出電壓，調(diào)節(jié)組裝池中兩電極間電場強度；(3)將帶負電荷的底膜，垂直電場方向插入陽離子聚電解質(zhì)溶液的組裝池中，在一定時間內(nèi)進行正電荷層組裝，取出后清洗干燥；將已帶有正電荷的上述膜插入陰離子聚電解質(zhì)溶液的組裝池中，同上進行負電荷層組裝。如此循環(huán)反復(fù)，直至獲得所需層數(shù)的聚電解質(zhì)自組裝滲透汽化復(fù)合膜。本發(fā)明采用電場法制備的下自組裝滲透汽化膜通量大，分離效果好，同時克服了非電場下自組裝滲透汽化膜必需組裝層數(shù)多、工作量大的缺點。
文檔編號B01D67/00GK101224393SQ200710156160
公開日2008年7月23日 申請日期2007年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者劉小青, 安全福, 鵬 張, 錢錦文 申請人:浙江大學(xué)