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专利号: 2021110548402
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于聚乙烯醇抗污染交联型阴离子交换膜的制备方法,包括如下步骤:(1)4‑溴甲基苯甲醛的合成:

称取一定量如式(I)所示的4‑(溴甲基)苯甲腈(CBB)并充分溶解于合适体积的甲苯中,在冰浴、无水无氧的条件下,逐滴加入一定量的二异丁基氢化铝(DIBAL‑H)的甲苯溶液溶液,冰浴下搅拌0.5~2小时;然后,用一定量的饱和氯化铵溶液淬灭剩余的DIBAL‑H,再用合适量的乙酸乙酯萃取反应后所得混合液的有机相,所得的有机相用无水MgSO4干燥;30~50℃条件下旋蒸除去乙酸乙酯,得到粗产物;而后采用层析柱分离提纯以除去副产物,流动相体积比:石油醚:乙酸乙酯=150~50:1;旋蒸去除石油醚和乙酸乙酯,即得到如式(II)所示白色的4‑溴甲基苯甲醛(BMBD);

(2)4‑吡啶基苯甲醛的合成:

称取一定量的如式(II)所示白色的4‑溴甲基苯甲醛(BMBD)溶于合适体积的四氢呋喃(THF)中,按摩尔比1:1~2加入一定量的吡啶,并在25~35℃条件下搅拌12~24小时,冷却至室温后抽滤,再用THF洗涤数次,抽滤分离得到的固体在40~80℃的真空干燥箱中干燥12~24小时,得到如式(III)所示的白色固体4‑吡啶基苯甲醛(Pyd‑BD);

(3)含联吡啶结构交联剂的制备:

称取一定量的4‑溴甲基苯甲醛(BMBD)溶于一定体积的丙酮中,然后按摩尔比3~1:1称取一定量的4,4’‑联吡啶(BPyd)并溶于一定体积的丙酮;将后者加热至回流,并在搅拌的条件下,将前者逐滴加入至后者,保持6~18小时得到淡黄色的悬浊液;静置后除去上清液,所得固体采用丙酮洗涤数次,在20~40℃真空干燥箱中干燥6~18小时,得到如式(IV)所示淡黄色固体含联吡啶结构交联剂(BPyd‑BMBD);

(4)交联型离子交换膜的制备:

称取一定量的聚乙烯醇(PVA)加入二甲基亚砜(DMSO)中,然后搅拌至完全溶解,按摩尔比依次加入一定量如式(V)所示的对三氟甲基苯甲醛(TFBD),一定量如式(III)所示的4‑吡啶基苯甲醛(Pyd‑BD)和一定量如式(IV)所示的含联吡啶结构交联剂(BPyd‑BMBD),冰水浴条件下搅拌至溶解;所得混合溶液静置脱泡后,取合适量体积溶液倒入洁净的玻璃模具中在40~150℃条件下真空干燥箱中干燥6~24小时得到式(VI)所示的交联型阴离子交换膜,其膜厚为100~130μm;其中,三氟甲基苯甲醛(TFBD),4‑吡啶基苯甲醛(Pyd‑BD)和含联吡啶结构交联剂(BPyd‑BMBD)的摩尔比x:y:z=15~30:5~20:1~10;

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述的流动相体积比优选为

100:1。

3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)优选按摩尔比1:1.2加入一定量的吡啶,并在30℃条件下搅拌18小时。

4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述的抽滤分离得到的固体优选在50℃的真空干燥箱中干燥18小时。

5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:作为优选,步骤(3)中按摩尔比2.5~2:1称取一定量的4,4’‑联吡啶,进一步优选为2.2~2:1。

6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,优选搅拌时长为12小时。

7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述的静置后除去上清液,所得固体采用丙酮洗涤数次,优选在30℃真空干燥箱中干燥12小时。

8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(4)中对三氟甲基苯甲醛,一定量的

4‑吡啶基苯甲醛和一定量的含联吡啶结构交联剂优选摩尔比为x:y:z=15~30:5~15:2~

6,进一步优选为x:y:z=25:10:4。

9.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(4)所述的将所得溶液倒入洁净的玻璃模具中优选在80℃条件下真空干燥箱中干燥24小时得到交联型阴离子交换膜。