新材料及其应用

本发明公开了一种交联季铵化聚苯胺单价选择性阳离子交换膜及其制备方法，所述交联季铵化聚苯胺单价选择性阳离子交换膜包括阳离子交换膜和在阳离子交换膜界面采用苯胺与氧化剂氧化聚合后，所得聚合物与季铵化试剂反应制得的季铵化聚苯胺，所述阳离子交换膜为基膜，季铵化聚苯胺为活性层。本发明中交联季铵化聚苯胺活性层，增加膜的致密性的同时改变基膜的表面荷电性，从而达到单价阳离子选择性分离。

成果亮点

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种交联季铵化聚苯胺单价选择性阳离子交换膜及其制备方法，它是基于交联季铵化聚苯胺活性层，增加膜的致密性的同时改变基膜的表面荷电性，进而制备出相应的单价阳离子选择性分离膜。 所述的一种交联季铵化聚苯胺单价选择性阳离子交换膜，其特征在于包括基膜和位于基膜界面上的活性层，在界面采用苯胺单体与氧化剂氧化聚合后，所得聚合物与季铵化试剂反应制得的季铵化聚苯胺，所述季铵化聚苯胺为活性层；所述季铵化试剂的结构通式为X-(CH2)n-X，所述X为Cl、Br或I，n表示0~18的整数；所述季铵化试剂优选为1,2-二溴乙烷、1,3-二溴丙烷或1,4-二溴丁烷。

交联季铵化聚苯胺是一种具有优异导电性能的聚合物材料，通过将其季铵化处理，可以得到具有单价选择性阳离子交换膜。这种膜具有如下应用前景：

在电池领域的应用：这种单价选择性阳离子交换膜可以应用于锂离子电池、钠离子电池等电池当中，作为电池隔膜。它能够有效阻挡阴阳离子的迁移，提高电池的能量密度、循环寿命和安全性。其制备方法简单、价格低廉、易于大规模生产，可以满足未来电池市场的需求。

在水处理领域的应用：这种单价选择性阳离子交换膜可以应用于海水淡化、废水处理等领域。它能够选择性地透过单价阳离子，阻止单价阴离子和多价阴离子的透过，从而实现淡化海水、净化废水的目的。其制备方法简单、价格低廉、易于大规模生产，可以有效解决全球水资源短缺的问题。

在生物医学领域的应用：这种单价选择性阳离子交换膜可以应用于生物传感器、药物传输等领域。它能够选择性地透过单价阳离子，可以作为分子筛、离子传输通道等，实现对生物分子的分离、检测和传输。其制备方法简单、价格低廉、易于大规模生产，可以为生物医学领域提供新的材料和技术。

综上所述，交联季铵化聚苯胺单价选择性阳离子交换膜具有广阔的应用前景，可以应用于电池、水处理、生物医学等领域，为这些领域提供新的材料和技术。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明的交联季铵化聚苯胺单价选择性阳离子交换膜，它是通过在基膜表面使用苯胺与氧化剂氧化聚合然后与两端为卤代的不同链长烷烃反应生成的季铵化聚苯胺活性层制备得到；聚苯胺有着良好的稳定性，季铵化改性在提高了荷正电性的同时实现了聚苯胺之间的交联进一步增加了它的稳定性与致密性，保证了所制得的单价选择性阳离子交换膜的稳定性与选择性，其制备过程中通过调节制备步骤中反应条件，如苯胺单体组分料液浓度、操作时间、操作温度等，就可以有效控制聚苯胺层厚度与荷正电性大小，使得到的单价阳离子选择性分离膜具有单多价阳离子选择性分离的性能。