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浅析双极膜的制备方法

时间:2018-06-29 点击次数:477
  双极膜的制备方法
 
  1. 阴、阳离子交换膜层热压成型法
 
  这种方法的基本过程是将干燥的阴、阳离子交换膜层叠放在用聚四氟乙烯薄膜覆盖的不锈钢板中,排除内部气泡,加热加压制得双极膜。由这种方法制得的双极膜,可能会因为阴、阳两膜层的相互渗透,固定基团的静电相互作用,在中间界面层形成高电阻区域,使双极膜的工作电压升高。
 
  2. 阴、阳离子交换膜层粘合成型法
 
  这种方法的基本过程是用粘合剂分别涂覆阴、阳离子交换膜的内侧,然后叠合,排除内部的气泡和液泡,经干燥而得双极膜。也可将制得的双极膜通过加热加压进一步增强两膜层间的粘合力。为了减小双极膜的工作电压, 所用的粘合剂应该是可渗透的粘合剂,如聚乙烯亚胺、环氧氛丙烷及双酚丙烷系环氧化合物在甲醇中反应所得粘稠物,或苯乙烯磺酸与二乙烯苯的部分共聚物等有机物以及Cr(NO3)3、三氯化钌、硅酸钠、磷酸铟等无机电解质溶液。粘合剂层的厚度应以两膜层有足够粘合强度为宜,太厚将使双极膜的电阻增大、工作电压升高。
 
  3. 一膜层在另一膜层上流延成型法
 
  这种制备方法的基本过程是在阴离子交换膜层上覆盖一层分散有阳离子交换树脂的聚合物溶液,或者在阳离子交换膜层上覆盖一层分散有阴离子交换树脂的聚合物溶液,经干燥而制得双极膜。 也可以直接用液态的离子交换材料, 如二-( 2-乙烯基-己基)的焦磷酸、三辛基甲基氯化铵等,代替离子交换树脂分散的聚合物溶液。为了使两膜层能结合紧密,在覆盖前可对阴膜层或阳膜层的表面进行粗糙化处理, 如砂纸打磨,表面压花( 纹),等离子体表面蚀刻等。
 
  4. 基膜两侧分别引入阴、阳离子交换基团法
 
  这种制备方法的基本过程是在聚合物基膜两侧分别用化学反应方法引入阴、阳离子交换基团而制得双极膜。比如,将聚乙烯膜浸吸苯乙烯、二乙烯苯及过氧化苯甲酰的混合溶液制得基膜,通过覆盖保护的方法,一侧氯磺化、水解得阳膜层,另一侧氯甲基化、胺化得阴膜层。

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