[发明专利]一种带聚磺化多巴胺层的阴离子交换膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种带聚磺化多巴胺层的阴离子交换膜的制备方法，利用多巴胺自聚合原理，将磺化多巴胺通过自聚合方式沉积到膜表面，得到附着磺化多巴胺层的改性阴离子交换膜，从而使阴离子交换膜对一二价阴离子具有很好的选择分离性能，同时具备一定的抗污染性能。本发明工艺简单，操作易行，制备过程无毒环保。

技术领域

本发明涉及制备兼具单价选择性和抗污染性阴离子交换膜的方法，特别是指一种采用自聚合沉积制备兼具单价选择性和抗污染性带聚磺化多巴胺层的阴离子交换膜的方法。

背景技术

电渗析技术，作为一种电驱动膜分离过程，广泛应用于盐水淡化和废水污水的处理净化。其核心是离子交换膜，然而因为未处理水的复杂性使得这一技术经受着巨大挑战，包括去除地下水中有害的F-和NO3-以及分离SO42-以避免产生CaSO4沉淀影响水处理过程，另外水体中的有机污染物也会对膜性能造成影响。阴离子交换膜是离子交换膜中重要的一部分，通过提高其选择透过性以及抗污染能力能有效解决这一问题。近年提高对阴离子选择透过性的方法主要是通过在阴离子膜表面沉积改性一层聚阴离子物质，从而提高阴离子交换膜的单价选择性。Journal of Membrane Science上刊登了层层电沉积方法，在商品阴离子交换膜表面通过施加电场，交替沉积聚阴离子物质和聚阳离子物质，使得改性膜具备单价选择能力。

然而，上述层层电沉积方法操作繁杂，离子选择性及改性层的稳定性不高。

因此，本发明旨在提供一种制备兼具单价选择性和抗污染性阴离子交换膜的方法，制备出的膜具有良好的单价选择性能，同时还增强了膜的抗污染性能。本方法大大增强单价选择性以及改性层稳定性。

发明内容

本发明的目的在于解决商品化阴离子交换膜对一二价阴离子选择分离性能不高，现有制备具有单价选择性阴离子膜的方法繁琐，以及在处理水过程中易受污染的问题，提供一种简单方便的制备兼具单价选择性和抗污染性带聚磺化多巴胺层阴离子交换膜的方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种制备兼具单价选择性和抗污染性阴离子交换膜带聚磺化多巴胺层的方法，其特征在于：使用聚合沉积方法，将磺化多巴胺(SDA)溶于Tris缓冲溶液中，通过自聚反应沉积在阴离子交换膜表面，得到附着有SDA层的改性阴离子交换膜。

进一步，本发明所述的方法具体按照如下步骤进行制备：

(1)以阴离子交换膜作为基膜，依次用0.2mol/L的NaOH溶液和0.2mol/L的HCl溶液进行漂洗，再用超纯水冲洗得到预处理的基膜浸泡于0.5mol/L的NaCl溶液中24小时，待用；

(2)将盐酸多巴胺溶于无水乙醇中，缓慢加入20～30wt％的氨水和1,3-丙磺酸内酯，在40～50℃下反应15～20小时，将所得反应混合物过滤，所得滤渣用无水乙醇冲洗后干燥，得到磺化多巴胺；所述的盐酸多巴胺与所述的1,3-丙磺酸内酯的物质的量之比为1：0.8～1.2；所述的无水乙醇的加入量以所述的盐酸多巴胺的质量计为80～140mL/g；所述的氨水的加入量以所述的盐酸多巴胺的质量计为0.35～0.45mL/g；

(3)将磺化多巴胺溶于pH为8.5～8.8的Tris缓冲溶液，得到混合溶液；所述的Tris缓冲溶液的浓度为0.01mol/L；所述的磺化多巴胺的加入量以所述的Tris缓冲溶液的体积计为0.001～0.003g/mL；