新能源与高效节能

本发明公开了一种具有耐碱性的阴离子交换膜的制备及其应用。所述制备方法按照如下步骤进行：(1)室温下将BPPO溶于NMP中，充分搅拌使BPPO完全溶解，得到淡黄色溶液；(2)室温下向溶液中加入季铵化试剂，季铵化试剂为1?甲基吡咯烷或1?甲基哌啶，室温充分搅拌使反应完全，得到铸膜液；(3)将铸膜液真空脱泡，然后倒在洁净的玻璃板上用刮刀刮膜，真空干燥，将干燥后的膜取出放在去离子水中充分浸泡使膜从玻璃板上自然脱落，即得到阴离子交换膜。本发明的制备方法简单、无污染，在保持该阴离子交换膜具有较高IEC的同时，改善了其耐碱性能。本发明提供了所述阴离子交换膜在电渗析脱盐中的应用，具有脱盐率高、电流效率高、能耗小的优点。

一种具有耐碱性的阴离子交换膜具有广泛的应用前景，能够应用于许多领域，如：

海水淡化：在海水淡化过程中，需要使用阴离子交换膜来分离淡水和盐水中的阴离子。具有耐碱性的阴离子交换膜能够在碱性环境下保持稳定，从而提高海水淡化装置的稳定性和效率。

电化学电池：阴离子交换膜是许多电化学电池的重要组成部分，如燃料电池、金属空气电池等。具有耐碱性的阴离子交换膜能够在碱性环境下保持稳定，从而提高电池的寿命和效率。

化学过程：具有耐碱性的阴离子交换膜可以应用于许多化学过程，如酸碱中和、吸附分离、电解等。在这些过程中，阴离子交换膜能够有效地分离和转移离子，从而提高过程的效率和质量。

总之，一种具有耐碱性的阴离子交换膜具有广泛的应用前景，在许多领域都能够发挥重要的作用。随着技术的不断进步，这种阴离子交换膜的制备和应用将会得到更加深入和广泛的发展。

本发明采用溴化聚苯醚(BPPO)作为基膜来制备阴离子交换膜，与聚醚砜，聚砜和聚乙烯基氟化物相比，溴化聚苯醚(BPPO)含有丰富的-CH2Br官能团，可以与胺反应而不会渗透到基膜中，这样可以避免传统制备阴离子交换膜方法中氯甲基化过程毒性较大的问题。而1-甲基吡咯烷和1-甲基哌啶脂环族季铵基团相比于三甲胺，其环上C-C键包含的β-质子，加上其自身的几何形状的旋转限制，所以在碱性溶液中不易发生亲核取代反应和霍夫曼降解反应，从而使季铵基团不易从骨架上脱落，具有较强的耐碱性能。

本发明进一步提供了所述阴离子交换膜在电渗析脱盐中的应用。

与现有技术相比，本发明优点在于：

(1)相比于传统的BPPO与三甲胺反应制成的阴离子交换膜，本发明中BPPO与两种不同的脂环族季铵基团反应得到的阴离子交换膜，在具有等同的离子交换容量(IEC)的同时，耐碱性更高。

(2)相比于传统的BPPO与三甲胺反应制成的阴离子交换膜以及商业膜NeoseptaAMX，本发明制备的阴离子交换膜膜应用于电渗析脱盐，表现出更高的脱盐率、更高的电流效率以及较低的能耗。