CN107051217A - 一种耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法 - Google Patents

一种耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107051217A
CN107051217A CN201710319734.XA CN201710319734A CN107051217A CN 107051217 A CN107051217 A CN 107051217A CN 201710319734 A CN201710319734 A CN 201710319734A CN 107051217 A CN107051217 A CN 107051217A
Authority
CN
China
Prior art keywords
membrane
preparation
bipolar membrane
high temperature
low resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710319734.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107051217B (zh
Inventor
石素宇
闫新
王利娜
秦爱文
魏媛
李思雨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Justo Packaging Co ltd
Original Assignee
Henan Institute of Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan Institute of Engineering filed Critical Henan Institute of Engineering
Priority to CN201710319734.XA priority Critical patent/CN107051217B/zh
Publication of CN107051217A publication Critical patent/CN107051217A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107051217B publication Critical patent/CN107051217B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0079—Manufacture of membranes comprising organic and inorganic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/445—Ion-selective electrodialysis with bipolar membranes; Water splitting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J43/00—Amphoteric ion-exchange, i.e. using ion-exchangers having cationic and anionic groups; Use of material as amphoteric ion-exchangers; Treatment of material for improving their amphoteric ion-exchange properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/46—Impregnation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/22—Thermal or heat-resistance properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/24—Mechanical properties, e.g. strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/42—Ion-exchange membranes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，步骤为：通过超声分散的方法将导电粒子均匀修饰在熔喷纤维网表面制得高导电性纤维网，将羧基化多壁碳纳米管加入SA溶液中，超声分散均匀，得到改性的阳膜液；将导电纤维网浸于阳膜液中3‑5 min，取出晾干标记为m‑SA膜；将羧基化多壁碳纳米管加入CS溶胶超声分散均匀得到改性的阴膜液；将导电纤维网浸于阴膜液中3‑5 min，取出与m‑SA膜重叠，干燥后得到双极膜m‑SA/CS。本发明利用导电纤维网作为支撑基材制备双极膜，有利于双极膜热稳定性能和机械性能提高，并显著降低膜电阻，可广泛应用于高温环境、水处理、重金属离子回收等领域。

Description

一种耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法
技术领域
本发明属于应用于电化学、废水处理的膜技术领域，具体涉及一种耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法。
背景技术
双极膜是一种新型离子交换膜，由阳极膜和阴极膜组成。在直流电场作用下，双极膜中间层的水解离出氢离子和氢氧根离子，并自发向阴极室和阳极室迁移。双极膜技术在优化传统工业和新的工业过程中发挥了独到的作用，为解决生命科学、环境污染、有机酸的分离与制备、海洋化工等领域中的难题提供了技术支持。随着双极膜技术研究的深入，它将在环境可持续发展中发挥越来越重要的作用。但现有的双极膜还存在不耐高温，机械性能差，结构稳定性低，膜电阻高等缺陷，从而限制了双极膜技术的广泛应用。
发明内容
针对双极膜存在的问题，本发明提供了一种双极膜的制备方法，该制备工艺简单，设备要求低，所制备的双极膜具有较好的热稳定性和机械稳定性能，膜电阻较低。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，步骤如下：
（1）导电粒子分散：将导电粒子分散于二甲苯溶剂中超声震荡10-15 min制得不同浓度的溶液A；
（2）导电纤维网的制备：将熔喷纤维网分别置于步骤（1）制得的不同浓度的溶液A中超声震荡1-3 min，取出后经无水乙醇洗涤、自然晾干得到导电纤维网；
（3）阳膜液配置：将海藻酸钠（SA）溶于蒸馏水中配制得到质量分数为3%的海藻酸钠溶液，将多壁碳纳米管加入海藻酸钠溶液中，超声分散均匀，得到改性的阳膜液B；
（4）改性阳膜制备：将步骤（2）得到的导电纤维网浸于步骤（3）制得的阳膜液B中3-5min，取出放于平整的表面皿里，自然晾干，标记为m-SA膜；
（5）阴膜液配置：将壳聚糖（CS）溶于质量分数为2%的乙酸溶液中得到质量分数为3%的壳聚糖溶胶，将多壁碳纳米管加入壳聚糖溶胶中，超声分散均匀，得到改性的阴膜液C；
（6）双极膜制备：将步骤（2）得到的导电纤维网浸于步骤（5）制得的阴膜液C中3-5 min，取出与步骤（4）中的m-SA膜重叠，室温干燥得到改性的双极膜，标记为m-SA/CS。
所述步骤（1）中导电粒子为多壁碳纳米管或石墨烯。
所述步骤（1）中溶液A的浓度为0.025 mg/mL~1 mg/mL。
所述步骤（2）中熔喷纤维网为聚丙烯纤维网或聚氨酯纤维网。
所述步骤（2）中溶液A的温度为75-85℃。
所述步骤（3）中羧基化的多壁碳纳米管的加入量为海藻酸钠质量的0.05%。
所述步骤（5）中羧基化的多壁碳纳米管的加入量为壳聚糖质量的0.05%。
所述步骤（5）中壳聚糖的脱乙酰度为85-95%。
本发明的有益效果：（1）本发明基于熔喷纤维网纤维粗细均匀，比表面积大的特点，通过超声分散的方法将导电粒子均匀修饰在熔喷纤维网表面制得高导电性纤维网，并利用导电纤维网作为支撑基材制备双极膜，有利于双极膜机械性能和结构稳定性的提高。（2）本发明提供的双极膜的制备方法，在双极膜中引入了具有优异理化性质的碳纳米管和石墨烯，有利于膜热稳定性能的提高和膜电阻的降低。（3）利用熔喷纤维网作为改性基材，纤维比表面积大，有利于导电粒子在纤维网中的分散和降低导电粒子的用量，节约成本。（4）通过采用不同浓度的导电粒子修饰熔喷纤维网，有利于探索制备具有较低逾渗值且导电能力更好的导电纤维网。利用高导电性纤维网作为基材改性双极膜，有利于双极膜电阻的降低。（5）该方法不仅工艺简单，而且同时制得具有较高力学性能和热稳定性，低电阻的双极膜，有利于在高温环境、水处理、重金属离子回收等领域的应用。
附图说明
图1为实施例1制备得到的双极膜电性能测试曲线。
图2为实施例1制备得到的双极膜力学性能测试曲线。
图3为实施例1制备得到的双极膜热重分析曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
本实施例的耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，步骤如下：
（1）导电粒子分散：将多壁碳纳米管（MWCNTs）分散于二甲苯溶剂中超声震荡15 min制得不同浓度的溶液A（浓度分别为0.1mg/mL、0.5mg/mL、0.75mg/mL、1.0mg/mL）；
（2）导电纤维网的制备：将熔喷聚丙烯（PP）纤维网分别置于不同浓度的溶液A（温度为75℃）中超声震荡3 min，取出后经无水乙醇洗涤、自然晾干得到PP导电纤维网；
（3）阳膜液配置：称取4.5 g 海藻酸铵（SA）溶于蒸馏水中，配制质量分数为3%的SA溶液，加入0.225 g羧基化多壁碳纳米管（cMWCNTs先丰纳米材料科技有限公司）于SA溶液中，超声分散均匀，得到改性的阳膜液B；
（4）改性阳膜制备：将步骤（2）得到的PP导电纤维网浸于阳膜液B中3 min，取出放于平整的表面皿里，自然晾干，标记为m-SA膜；
（5）阴膜液配置：称取4.5 g 壳聚糖（CS，脱乙酰度为95%）溶于质量分数为2%的乙酸溶液中，得到质量分数为3%的CS溶胶，加入0.225 g羧基化多壁碳纳米管，超声分散均匀，得到改性的阴膜液C；
（6）双极膜制备：将步骤（2）得到的PP导电纤维网浸于阴膜液C中5 min，取出与步骤（4）中的m-SA膜重叠，干燥后得到耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜m-SA/CS。
本实施例制备得到的m-SA/CS双极膜的电性能测试如图1所示，由图1可以看出，与SA/CS双极膜相比，采用熔喷PP导电纤维网改性后的m-SA/CS双极膜膜电阻显著降低，并且，随无纺布中MWCNTs含量的增加，m-SA/CS双极膜电阻率逐渐降低。
本实施例制备得到的m-SA/CS双极膜的力学性能测试曲线如图2所示。由图2可知，m-SA/CS双极膜的拉伸强度与SA/CS薄膜相比得到较大提高，同时模量也显著提高。
本实施例制备得到的m-SA/CS双极膜的热重分析曲线如图3所示。从图可以看出经过改性的双极膜曲线均向高温方向有不同程度偏移，这说明改性后双极膜的热稳定性得到了改善。这是由于双极膜中引入了MWCNTs，MWCNTs具有优良的热稳定性，且长径比大和比表面积高，少量的MWCNTs就可以显著改善膜的热稳定性。
实施例2
本实施例的耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，步骤如下：
（1）导电粒子分散：将多壁碳纳米管（MWCNTs）分散于二甲苯溶剂中超声震荡15 min制得浓度为0.75 mg/mL的溶液A；
（2）导电纤维网的制备：将熔喷聚丙烯（PP）纤维网置于溶液A（温度为85℃）中超声震荡1 min，取出后经无水乙醇洗涤、自然晾干得到PP导电纤维网；
（3）阳膜液配置：称取4.5 g SA溶于蒸馏水中，配制质量分数为3%的SA水溶液，加入0.225 g羧基化多壁碳纳米管于SA溶液中，超声分散均匀，得到改性的阳膜液B；
（4）改性阳膜制备：将步骤（2）得到的PP导电纤维网浸于阳膜液B中3 min，取出放于平整的表面皿里，自然晾干，标记为m-SA膜；
（5）阴膜液配置：称取4.5g CS（脱乙酰度为95%）溶于质量分数为2%的乙酸溶液中，得到质量分数为3%的CS溶胶，加入0.225 g羧基化多壁碳纳米管，超声分散均匀，得到改性的阴膜液C；
（6）双极膜制备：将步骤（2）得到的PP导电纤维网浸于阴膜液C中3 min，取出与步骤（4）中的m-SA膜重叠，干燥后得到耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜m-SA/CS。
实施例3
本实施例的耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，步骤如下：
（1）导电粒子分散：将多壁碳纳米管（MWCNTs）分散于二甲苯溶剂中超声震荡10 min制得浓度为0.5 mg/mL的溶液A；
（2）导电纤维网的制备：将熔喷热塑性聚氨酯（TPU）纤维网置于溶液A（温度为80℃）中超声震荡3 min，取出后经无水乙醇洗涤、自然晾干得到TPU导电纤维网；
（3）阳膜液配置：称取4.5 g SA溶于蒸馏水中，配制质量分数为3%的SA水溶液，加入0.225 g羧基化多壁碳纳米管于SA溶液中，超声分散均匀，得到改性的阳膜液B；
（4）改性阳膜制备：将步骤（2）得到的TPU导电纤维网浸于阳膜液B中3 min，取出放于平整的表面皿里，自然晾干，标记为m-SA膜；
（5）阴膜液配置：称取4.5 g CS（脱乙酰度为90%）溶于质量分数为2%的乙酸溶液中，得到质量分数为3%的CS溶胶，加入0.225 g羧基化多壁碳纳米管，超声分散均匀，得到改性的阴膜液C；
（6）双极膜制备：将步骤（2）得到的TPU导电纤维网浸于阴膜液C中5 min，取出与步骤（4）中的m-SA膜重叠，干燥后得到耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜m-SA/CS。
实施例4
本实施例的耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，步骤如下：
（1）导电粒子分散：将多壁碳纳米管（MWCNTs）分散于二甲苯溶剂中超声震荡12 min制得浓度为0.1 mg/mL的溶液A；
（2）导电纤维网的制备：将熔喷热塑性聚氨酯（TPU）纤维网置于溶液A（温度为78℃）中超声震荡1 min，取出后经无水乙醇洗涤、自然晾干得到TPU导电纤维网；
（3）阳膜液配置：称取4.5 g SA溶于蒸馏水中，配制质量分数为3%的SA水溶液，加入0.225 g羧基化多壁碳纳米管于SA溶液中，超声分散均匀，得到改性的阳膜液B；
（4）改性阳膜制备：将步骤（2）得到的TPU导电纤维网浸于阳膜液B中3 min，取出放于平整的表面皿里，自然晾干，标记为m-SA膜；
（5）阴膜液配置：称取4.5 g CS（脱乙酰度为85%）溶于质量分数为2%的乙酸溶液中，得到质量分数为3%的CS溶胶，加入0.225 g羧基化多壁碳纳米管，超声分散均匀，得到改性的阴膜液C；
（6）双极膜制备：将步骤（2）得到的TPU导电纤维网浸于阴膜液C中5 min，取出与步骤（4）中的m-SA膜重叠，干燥后得到耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜m-SA/CS。
实施例5
本实施例的耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，步骤如下：
（1）导电粒子分散：将石墨烯分散于二甲苯溶剂中超声震荡13 min制得浓度为0.05mg/mL的溶液A；
（2）导电纤维网的制备：将熔喷聚丙烯（PP）纤维网置于溶液A（温度为83℃）中超声震荡3 min，取出后经无水乙醇洗涤、自然晾干得到PP导电纤维网；
（3）阳膜液配置：称取4.5 g SA溶于蒸馏水中，配制质量分数为3%的SA溶液，加入0.225g羧基化多壁碳纳米管于SA溶液中，超声分散均匀，得到改性的阳膜液B；
（4）改性阳膜制备：将步骤（2）得到的PP导电纤维网浸于阳膜液B中3 min，取出放于平整的表面皿里，自然晾干，标记为m-SA膜；
（5）阴膜液配置：称取4.5 g CS（脱乙酰度为90%）溶于质量分数为2%的乙酸溶液中，得到质量分数为3%的CS溶胶，加入0.225 g羧基化多壁碳纳米管，超声分散均匀，得到改性的阴膜液C；
（6）双极膜制备：将步骤（2）得到的PP导电纤维网浸于阴膜液C中5 min，取出与步骤（4）中的m-SA膜重叠，干燥后得到耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜m-SA/CS。
实施例6
本实施例的耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，步骤如下：
（1）导电粒子分散：将石墨烯分散于二甲苯溶剂中超声震荡14 min制得浓度为0.025mg/mL的溶液A；
（2）导电纤维网的制备：将熔喷聚丙烯（PP）纤维网置于溶液A（温度为80℃）中超声震荡2 min，取出后经无水乙醇洗涤、自然晾干得到PP导电纤维网；
（3）阳膜液配置：称取4.5 g SA溶于蒸馏水中，配制质量分数为3%的SA水溶液，加入0.225 g羧基化多壁碳纳米管于SA溶液中，超声分散均匀，得到改性的阳膜液B；
（4）改性阳膜制备：将步骤（2）得到的TPU导电纤维网浸于阳膜液B中4min，取出放于平整的表面皿里，自然晾干，标记为m-SA膜；
（5）阴膜液配置：称取4.5 g CS（脱乙酰度为90%）溶于质量分数为2%的乙酸溶液中，得到质量分数为3%的CS溶胶，加入0.225 g羧基化多壁碳纳米管，超声分散均匀，得到改性的阴膜液C；
（6）双极膜制备：将步骤（2）得到的PP导电纤维网浸于阴膜液C中4 min，取出与步骤（4）中的m-SA膜重叠，干燥后得到耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜m-SA/CS。
实施例7
本实施例的耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，步骤如下：
（1）导电粒子分散：将石墨烯分散于二甲苯溶剂中超声震荡10 min制得浓度为0.3mg/mL的溶液A；
（2）导电纤维网的制备：将熔喷热塑性聚氨酯（TPU）纤维网置于溶液A（温度为77℃）中超声震荡3 min，取出后经无水乙醇洗涤、自然晾干得到TPU导电纤维网；
（3）阳膜液配置：称取4.5 g SA溶于蒸馏水中，配制质量分数为3%的SA水溶液，加入0.225 g羧基化多壁碳纳米管于SA溶液中，超声分散均匀，得到改性的阳膜液B；
（4）改性阳膜制备：将步骤（2）得到的TPU导电纤维网浸于阳膜液B中3 min，取出放于平整的表面皿里，自然晾干，标记为m-SA膜；
（5）阴膜液配置：称取4.5 g CS（脱乙酰度为85%）溶于质量分数为2%的乙酸溶液中，得到质量分数为3%的CS溶胶，加入0.225 g羧基化多壁碳纳米管，超声分散均匀，得到改性的阴膜液C；
（6）双极膜制备：将步骤（2）得到的TPU导电纤维网浸于阴膜液C中5 min，取出与步骤（4）中的m-SA膜重叠，干燥后得到耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜m-SA/CS。
实施例8
本实施例的耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，步骤如下：
（1）导电粒子分散：将石墨烯分散于二甲苯溶剂中超声震荡15 min制得浓度为0.075mg/mL的溶液A；
（2）导电纤维网的制备：将熔喷热塑性聚氨酯（TPU）纤维网置于溶液A（温度为85℃）中超声震荡3 min，取出后经无水乙醇洗涤、自然晾干得到TPU导电纤维网；
（3）阳膜液配置：称取4.5 g SA溶于蒸馏水中，配制质量分数为3%的SA溶液，加入0.225g羧基化多壁碳纳米管于SA溶液中，超声分散均匀，得到改性的阳膜液B；
（4）改性阳膜制备：将步骤（2）得到的TPU导电纤维网浸于阳膜液B中4 min，取出放于平整的表面皿里，自然晾干，标记为m-SA膜；
（5）阴膜液配置：称取4.5 g CS（脱乙酰度为85%）溶于质量分数为2%的乙酸溶液中，得到质量分数为3%的CS溶胶，加入0.225 g羧基化多壁碳纳米管，超声分散均匀，得到改性的阴膜液C；
（6）双极膜制备：将步骤（2）得到的TPU导电纤维网浸于阴膜液C中4 min，取出与步骤（4）中的m-SA膜重叠，干燥后得到耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜m-SA/CS。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，其特征在于步骤如下：
（1）导电粒子分散：将导电粒子分散于二甲苯溶剂中超声震荡10-15 min制得溶液A；
（2）导电纤维网的制备：将熔喷纤维网分别置于步骤（1）制得的不同浓度的溶液A中超声震荡1-3 min，取出后经无水乙醇洗涤、自然晾干得到导电纤维网；
（3）阳膜液配置：将海藻酸钠溶于蒸馏水中配制得到质量分数为3%的海藻酸钠溶液，将羧基化的多壁碳纳米管加入海藻酸钠溶液中，超声分散均匀，得到改性的阳膜液B；
（4）改性阳膜制备：将步骤（2）得到的导电纤维网浸于步骤（3）制得的阳膜液B中3-5min，取出放于平整的表面皿里，自然晾干，标记为m-SA膜；
（5）阴膜液配置：将壳聚糖溶于质量分数为2%的乙酸溶液中得到质量分数为3%的壳聚糖溶胶，将羧基化的多壁碳纳米管加入壳聚糖溶胶中，超声分散均匀，得到改性的阴膜液C；
（6）双极膜制备：将步骤（2）得到的导电纤维网浸于步骤（5）制得的阴膜液C中3-5 min，取出与步骤（4）中的m-SA膜重叠，室温干燥得到改性的双极膜，标记为m-SA/CS。
2.根据权利要求1所述的耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中导电粒子为多壁碳纳米管或石墨烯。
3.根据权利要求1所述的耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中溶液A的浓度为0.025 mg/mL~1 mg/mL。
4.根据权利要求1所述的耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中熔喷纤维网为聚丙烯纤维网或聚氨酯纤维网。
5.根据权利要求1所述的耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中溶液A的温度为75-85℃。
6.根据权利要求1所述的耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中羧基化的多壁碳纳米管的加入量为海藻酸钠质量的0.05%。
7.根据权利要求1所述的耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中羧基化的多壁碳纳米管的加入量为壳聚糖质量的0.05%。
8.根据权利要求1所述的耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中壳聚糖的脱乙酰度为85-95%。
CN201710319734.XA 2017-05-09 2017-05-09 一种耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法 Active CN107051217B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710319734.XA CN107051217B (zh) 2017-05-09 2017-05-09 一种耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710319734.XA CN107051217B (zh) 2017-05-09 2017-05-09 一种耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107051217A true CN107051217A (zh) 2017-08-18
CN107051217B CN107051217B (zh) 2019-10-11

Family

ID=59596227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710319734.XA Active CN107051217B (zh) 2017-05-09 2017-05-09 一种耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107051217B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108097056A (zh) * 2017-12-13 2018-06-01 河南工程学院 一种阳离子交换膜的制备方法
CN108905652A (zh) * 2018-07-18 2018-11-30 河南工程学院 一种三明治结构高性能cmc阳离子交换膜的制备方法
CN109537269A (zh) * 2018-11-14 2019-03-29 河南工程学院 一种热塑性聚氨酯导电非织造布的制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1872799A1 (en) * 2005-04-15 2008-01-02 Transcu Ltd. External preparation, method of applying external preparation, iontophoresis device and transdermal patch
CN102336917A (zh) * 2011-09-13 2012-02-01 福建师范大学 改性聚四乙烯基吡啶为中间界面层的双极膜制备方法
CN102336918A (zh) * 2011-09-13 2012-02-01 福建师范大学 一种改性的聚苯乙烯纳米纤维为中间界面层的双极膜制备方法
CN102352543A (zh) * 2011-09-13 2012-02-15 福建师范大学 改性海藻酸钠-羧甲基纤维素钠为中间界面层的双极膜制备方法
CN102516575A (zh) * 2012-01-12 2012-06-27 福建师范大学 一种负载重金属离子的碳纳米管改性双极膜的制备方法
CN102580549B (zh) * 2012-01-12 2014-04-30 福建师范大学 一种带有阴离子基团碳纳米管改性双极膜的制备方法
CN106479047A (zh) * 2016-09-30 2017-03-08 河南工程学院 一种低逾渗值高力学性能聚丙烯导电薄膜的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1872799A1 (en) * 2005-04-15 2008-01-02 Transcu Ltd. External preparation, method of applying external preparation, iontophoresis device and transdermal patch
CN102336917A (zh) * 2011-09-13 2012-02-01 福建师范大学 改性聚四乙烯基吡啶为中间界面层的双极膜制备方法
CN102336918A (zh) * 2011-09-13 2012-02-01 福建师范大学 一种改性的聚苯乙烯纳米纤维为中间界面层的双极膜制备方法
CN102352543A (zh) * 2011-09-13 2012-02-15 福建师范大学 改性海藻酸钠-羧甲基纤维素钠为中间界面层的双极膜制备方法
CN102516575A (zh) * 2012-01-12 2012-06-27 福建师范大学 一种负载重金属离子的碳纳米管改性双极膜的制备方法
CN102580549B (zh) * 2012-01-12 2014-04-30 福建师范大学 一种带有阴离子基团碳纳米管改性双极膜的制备方法
CN106479047A (zh) * 2016-09-30 2017-03-08 河南工程学院 一种低逾渗值高力学性能聚丙烯导电薄膜的制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108097056A (zh) * 2017-12-13 2018-06-01 河南工程学院 一种阳离子交换膜的制备方法
CN108905652A (zh) * 2018-07-18 2018-11-30 河南工程学院 一种三明治结构高性能cmc阳离子交换膜的制备方法
CN109537269A (zh) * 2018-11-14 2019-03-29 河南工程学院 一种热塑性聚氨酯导电非织造布的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107051217B (zh) 2019-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Cellulose nanopaper: fabrication, functionalization, and applications
Liu et al. Compressible cellulose nanofibrils/reduced graphene oxide composite carbon aerogel for solid-state supercapacitor
Wang et al. Ultrasound-assisted preparation of electrospun carbon fiber/graphene electrodes for capacitive deionization: Importance and unique role of electrical conductivity
Ge et al. Foldable supercapacitors from triple networks of macroporous cellulose fibers, single-walled carbon nanotubes and polyaniline nanoribbons
Jeong et al. Mechanical properties of electrospun PVA/MWNTs composite nanofibers
Nandgaonkar et al. A one-pot biosynthesis of reduced graphene oxide (RGO)/bacterial cellulose (BC) nanocomposites
Zhang et al. A review: carbon nanofibers from electrospun polyacrylonitrile and their applications
Chen et al. Highly conductive nanocomposites based on cellulose nanofiber networks via NaOH treatments
Chen et al. Electrospinning fabrication of high strength and toughness polyimide nanofiber membranes containing multiwalled carbon nanotubes
CN103015256B (zh) 一种碳纳米纤维纸及其制备方法
Tang et al. Scalable manufacturing of leaf‐like MXene/Ag NWs/cellulose composite paper electrode for all‐solid‐state supercapacitor
CN109576822A (zh) 一种制备单壁碳纳米管纤维及其复合纤维的方法
Jia et al. Constructing multilayered membranes with layer-by-layer self-assembly technique based on graphene oxide for anhydrous proton exchange membranes
Yang et al. Scalable electric heating paper based on CNT/Aramid fiber with superior mechanical and electric heating properties
Wu et al. Electro-casting aligned MWCNTs/polystyrene composite membranes for enhanced gas separation performance
CN107051217B (zh) 一种耐高温、低电阻、机械性能优良的双极膜的制备方法
Zhang et al. All-carbon composite paper as a flexible conducting substrate for the direct growth of polyaniline particles and its applications in supercapacitors
CN103424449A (zh) 二茂铁接枝壳聚糖-碳纳米管-酶复合膜修饰三维石墨烯复合材料及其制备方法
Teng et al. Renewable cellulose separator with good thermal stability prepared via phase inversion for high-performance supercapacitors
Liu et al. Green and cost-effective synthesis of flexible, highly conductive cellulose nanofiber/reduced graphene oxide composite film with deep eutectic solvent
CN103726233B (zh) 一种聚间苯二甲酰间苯二胺-聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备方法及其应用
Shi et al. Highly specific capacitance materials constructed via in situ synthesis of polyaniline in a cellulose matrix for supercapacitors
Plaado et al. Electrochemical actuation of multiwall carbon nanotube fiber with embedded carbide-derived carbon particles
Song et al. Permeability, thermal and wetting properties of aligned composite nanofiber membranes containing carbon nanotubes
Wang et al. Flexible and robust amino-functionalized glass fiber filter paper/polyaniline composite films as free-standing tensile-tolerant electrodes for high performance supercapacitors

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220513

Address after: No.8, Qingxia Road, Chengyang District, Qingdao City, Shandong Province

Patentee after: QINGDAO JUSTO PACKAGING Co.,Ltd.

Address before: 451191 Xianghe Road, Longhu Town, Zhengzhou City, Henan Province

Patentee before: HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING

TR01 Transfer of patent right