在很多制备纳米级纤维结构资料的技能中,静电纺丝术是目前为止最简略有用的办法之一。使用其自身多孔的特征,经过简略的溶剂气氛处理和热压技能,能够将多孔性电纺纤维毡转变为独特的细密膜结构。很多的文献报导了使用静电纺丝技能制备各种别离膜资料,其中就包括了各种不同形状,不同孔道结构,不同化学成分和功用基团的离子交流膜。相对于传统的流延法制膜工艺,静电纺丝技能为离子交流膜内部微观结构的调控供给了绝佳的手法,为离子在膜资料的规划供给了更多的挑选性,也为离子在膜内部的传输现象供给更好的根据和解说。因此,持续研讨静电纺丝技能在离子交流膜范畴的使用将是被我们重视的,具有重大意义的课题。在上述研讨背景下,结合自己对静电纺丝技能和荷电膜资料的了解和探究,本文着力于开发一类根据静电纺丝技能的新式离子交流膜,使用静电纺丝技能微观结构的可控性,将新式结构的膜资料引进到离子交流膜,并探究其在各个别离范畴的使用潜能,主要内容如下：

       (1)经过静电纺丝和热压结合成功制备了根据SPPO(磺化聚苯醚)的阳离子交流膜H-ESPPO(热压-电纺SPPO阳离子交流膜),并深入探讨了聚合物浓度、电压、TCD(针尖和接收器间距)和热压条件等对膜结构的影响。一起将这种特别结构的阳离子交流膜使用于碱收回(Na2WO4/NaOH系统),取得相应的OH-扩散系数(UOH,0.0097m/h)和别离因子(S,37.02)。相对于惯例的Casting办法制备的SPPO膜的OH-扩散系数(UOH,0.0060m/h)和别离因子(S,21.66),H-ESPPO有大幅度的进步。而比照曾经报导使用于DD中的阳离子交流膜的OH-扩散系数有(UOH,0.0014-0.0022m/h), H-ESPPO表现出接近于四倍UOH的优胜的DD功能。

      (2)根据静电纺丝技能制备了新式杂化阴离子交流膜H-EQPPO-SiO2。经过调理电纺工艺参数制备出无珠、直径较低且散布均匀的纳米纤,而且经过结合溶剂蒸汽处理及热压技能进一步调控离子交流膜内部形状结构。并将阴离子交流膜H-EQPPO-SiO2成功使用于酸收回扩散渗析之中。在室温条件下,氢离子的扩散系数(UH)和别离因子(S)别离到达70.2810-3m/h和68.05,远高于流延法制备的平等原料的杂化阴离子交流膜以及现存的商业膜DFl20。

       (3)开宣布根据静电纺丝技能的双极膜的制备办法。并以PPO系列膜为例,散布用SPPO、QPPO和PEG别离为阳离子、阴离子交流层和中间层制备出一系列三明治结构的新式双极膜,每一层的厚度都能够经过调理电纺丝参数有用准确控制。最终优化后的膜资料在100mA/cm2电流密度下,相对于传统办法8.75V的解离电压,展现出非常低的值(2.5V)。此外,优化后的EBPM膜在坚持与传统CBPM相同的酸碱产值的前提下,膜堆电压仅为传统CBPM的1-4。

       (4)使用静电纺丝技能结合溶剂处理和热压技能成功制备了根据SPPO的一系列内部包含阳离子荷电聚合物(QPPO)的新式镶嵌膜。使用多针头静电纺丝技能,容易调理其针头的配比进而调控其内部QPPO和SPPO的配比。使用FTIR,SEM和TEM技能进一步证明了其内部复合的化学和物理结构。使用荷电膜内部包含的阴离子荷电聚合物为质子传输供给通道,而嵌入的阳离子荷电聚合物则在低一价离子阻碍效果的前提下,使用静电排斥效果对多价金属离子起到有用的阻挠效果,进而到达对单价离子挑选性透过的目的。一起比照商业化一二价离子挑选膜CSO,电纺质子挑选膜不仅确保了质子的表观通量,一起其低的Zn2+泄露率、高的挑选因子(SH+Zn2+),以及杰出的机械功能和热稳定性,证明其电纺技能在质子挑选性膜的中潜在使用。