[发明专利]一种双极膜及其制备方法

权利要求书

1.一种双极膜，包括阴阳离子交换膜及膜层之间的粘合剂，其特征在于：阳离子交换膜为亲水性聚电解质、金属螯合剂、磺化试剂层层喷涂而形成的，其中亲水性聚电解质、磺化试剂中均含有能与金属螯合剂中的金属螯合的基团，喷涂时金属螯合剂层在亲水性聚电解质层和磺化试剂层之间，亲水性聚电解质与磺化试剂分别与金属螯合剂螯合成更大分子的材料或化合物。

2.按照权利要求1所述的一种双极膜，其特征在于：其中亲水性聚电解质、金属螯合剂、磺化试剂形成一层阳膜层，阳离子交换膜包括多层。

3.按照权利要求2所述的一种双极膜，其特征在于：每层阳离子交换膜的喷涂顺序依次为：亲水性聚电解质、金属螯合剂、磺化试剂。

4.按照权利要求1所述的一种双极膜，其特征在于：所述亲水性聚电解质为海藻酸钠、聚乙烯基吡咯烷酮、腐植酸钠中的至少一种。

5.按照权利要求1所述的一种双极膜，其特征在于：所述金属螯合剂为氯化铁、氯化铜、氯化镁、氯化钙中的至少一种。

6.按照权利要求1所述的一种双极膜，其特征在于：所述磺化试剂为聚苯乙烯磺酸钠、木质素磺酸钠、酞菁铜四磺酸四钠盐中的至少一种。

7.按照权利要求1所述的一种双极膜，其特征在于：粘合剂优选PEI粘合剂。

8.制备权利要求1-7任一项所述的双极膜的方法，其特征在于：采用超声喷涂设备进行喷涂制备，以异相或均相阴离子交换膜为载体，在阴离子交换膜上喷涂粘合剂层、阳离子交换膜层，具体包括以下步骤：

a、将阴离子交换膜裁剪成样膜浸泡于去离子水中一周；将粘合剂、亲水性聚电解质、金属螯合剂、磺化试剂分别溶于溶剂，形成喷涂溶液；

b、取出样膜用不锈钢丝固定于覆有保鲜膜的泡沫板上，待样膜表面干燥后即可依次序进行层层喷涂，各喷涂溶液通过气密注射器进液，在超声作用下雾化生成纳米尺度液滴，均匀分散到膜表面，首先喷涂PEI粘合剂，然后逐层喷涂亲水性聚电解质、金属螯合剂、磺化试剂三种物质；即可。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，粘合剂喷涂液浓度0.5％-3％wt，亲水性聚电解质喷涂液浓度0.1％-0.6％wt；金属螯合剂喷涂液浓度小于等于15％wt，磺化试剂喷涂液浓度为1％-6％wt。

10.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，超声喷涂真空泵压力45-60Mpa，气密注射器进液速率200-400μl/min，喷涂的体积比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。