[发明专利]一种含有不同酸性基团的杂化两性离子膜及其制备方法

摘要

本发明含有不同酸性基团的杂化两性离子膜及其制备方法，其特征是将杂化膜进行氧化或磺化使膜含有一种酸性基团，然后再对该膜进行离子化反应使膜含有另一种不同的酸性基团和两性离子对，即得到含有不同酸性基团的杂化两性离子膜。在该膜中不同的酸性基团排列在分子主链的两侧，而阴离子交换基团则始终连接在分子主链上，形成不对称分子结构，膜的阴阳离子交换容量既随着热处理温度的升高而降低，也随着涂膜次数的增加而降低，膜的耐温性较高；在生物大分子的分离、分级和浓缩、电解质与非电解质的分离和多种离子的选择性分离中具有十分重要的作用。本发明方法使用无毒的内酯为离子化试剂，用氧化或磺化方法转换酸性基团，操作过程安全、清洁。

主权项

1、一种含有不同酸性基团的杂化两性离子膜制备方法，以硅烷偶联剂或硅烷偶联剂与有机胺和二醇反应生成的高分子胺类衍生物为原料，按硅烷偶联剂与溶剂之比为1∶2～20的摩尔比，在惰性气氛或空气中用溶剂溶解，至得到溶胶-凝胶，用该溶胶-凝胶制膜；其特征在于：将上述制得的膜进行氧化或磺化使膜含有一种酸性基团，然后再对该膜进行离子化反应使膜含有另一种不同的酸性基团和两性离子对，即得到含有不同酸性基团的杂化两性离子膜；所述原料硅烷偶联剂为含有氨烃基、芳基、环氧基或巯基的硅氧烷或卤硅烷，其化学式可表达为[XR1YR2]PSiX4-p，或[XYR1]pSiY″4-p，式中X、Y分别为伯胺、仲胺、芳基、巯基或环氧基团，R1和R2分别为含0-10和1-10个碳的烷基或芳基；Y″为1-5个碳的烷氧基或卤素，一般指Br和Cl；p的取值范围为1-3的整数；所述有机胺包括：乙二胺、联苯胺、对苯二胺、二氨基二苯醚、N，N-二羟乙基甲胺、三甲胺、三乙胺、三丙胺或三丁胺；所述二醇包括：乙二醇、丁二醇、己二醇、聚乙二醇或聚乙烯醇；所述高分子胺类衍生物包括：聚氨酯、聚醚、聚酰胺、聚酰亚胺、聚硅氧烷与聚脲共聚物或聚硅氨酯；所述溶剂包括：N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)、四氢呋喃(THF)、二甲亚砜(DMSO)、正丁醇、异丁醇、四氯化碳、氯仿、苯或甲苯；所述溶剂溶解方法包括：水解、胺解、醇解或开环反应；所述离子化反应是指在分子链中形成阴、阳离子基团或两性离子对；所用的离子化试剂包括丁内酯或丙磺酸内酯；所述氧化反应是指将分子链中的巯基氧化形成磺酸或亚磺酸基团；所用的氧化剂包括过氧化氢、高锰酸钾或重铬酸钾；所述磺化反应是指将分子链中的苯基、环氧基团转变成磺酸或亚磺酸基团；所用的磺化试剂包括发烟硫酸、焦硫酸或焦亚硫酸，及其焦硫酸或焦亚硫酸的盐；所述用溶胶-凝胶制膜是指用溶胶-凝胶在基体上涂膜，膜片在0-90℃、相对湿度为60-90％的环境中干燥至形成均匀稳定的干凝胶层；再由室温以5-25℃/小时的速度升温到50-260℃，在0.01-10MPa保温1-48小时。