【摘 要】
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作为电渗析技术的关键性部件,阴离子交换膜存在制备工艺复杂、能耗高和寿命低等问题,因此极大的限制商业化应用以及电渗析在海水淡化方面的发展。因此,本文开发了两种工艺简单且性能优异的电渗析脱盐用阴离子交换膜。首先,以PVDF为膜支撑结构、乙烯基咪唑（VIm）为功能性单体以及二溴己烷为交联剂使用原位聚合法制备了PVDF-PVIm阴离子交换膜。通过SEM、FT-IR和TGA等对膜的形态和结构进行表征,同时探
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作为电渗析技术的关键性部件,阴离子交换膜存在制备工艺复杂、能耗高和寿命低等问题,因此极大的限制商业化应用以及电渗析在海水淡化方面的发展。因此,本文开发了两种工艺简单且性能优异的电渗析脱盐用阴离子交换膜。首先,以PVDF为膜支撑结构、乙烯基咪唑（VIm）为功能性单体以及二溴己烷为交联剂使用原位聚合法制备了PVDF-PVIm阴离子交换膜。通过SEM、FT-IR和TGA等对膜的形态和结构进行表征,同时探究了VIm和二溴己烷的添加量对膜性能的影响。当VIm含量为42 wt%,交联剂含量为15 wt%时,PVDF-PVIm膜的综合性能最佳,其IEC为2.21 mmol g-1,WU为41.3%,Rm为2.37Ω·cm~2,P为97.85%。在电渗析脱盐测试中脱盐率最高为99.6%,能耗为1.87 k Wh kg-1,浓缩比为94.3%。其次,为改善离子交换膜在高温高碱环境下使用寿命的问题,以溴化聚苯醚（BPPO）为膜主链结构,通过引入交联剂N,N’-羰基二咪唑（CDI）和疏水性单体十八烷基二甲基叔胺（DMODA）制备了PPO-CDI-DMODAs阴离子交换膜。利用SEM、FT-IR和TGA等表征方法探究膜的形态和结构,同时探究了交联剂CDI添加量对膜性能的影响。当CDI含量为3%时,PPO-CDI-DMODAs膜的综合性能最佳,IEC为1.85 mmol g-1,WU为13.5%,Rm为2.52Ω·cm~2,P为97.4%。在电渗析脱盐测试中脱盐率为98.0%,能耗为2.38 k Wh kg-1,浓缩比为90.2%。通过高温高碱测试表明,膜性能略有下降,其中IEC下降率为5.41%,P下降率为3.08%。
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