面向冶金领域的均相离子膜的产业化及规模应用
摘要
离子交换膜由于具有独特的离子传导(交换)特性,在清洁生产、环境保护、节能减排、能量转化等方面发挥着越来越重要的作用,特别适合于现代工业对新能源、节能、低品位原材料再利用和环境污染治理的需要,成为实现经济可持续发展战略的一个重要组成部分.然而,在制约离子交换膜技术获得广泛应用的因素(膜材料、膜组件和膜工艺)中,低成本的高性能离子膜的制造最为关键,是制约整个产业链的“瓶颈”.目前国内相关均相离子膜产品尚处于起步阶段,以日本为首的国家对我国进行相关技术封锁和价格垄断.正是基于这样的产业背景和现实意义,本文选用季铵型或磺酸型功能单体在稳定性优异的晶态聚合物溶液中自由基聚合制备膜液,然后使用流涎成膜方法,制备具有半互穿网络结构的均相离子膜产品.此种均相离子交换膜的制备工艺及产业化生产攻关,可以打破以日本为首的国家对我国离子膜产品的技术封锁,实现具有我国自主知识产权的离子膜技术的产业化.由于采用将功能化单体与高分子增强剂溶解后直接聚合后浸涂成膜,无需沉淀再溶解过程,避免溶剂污染,而且整个过程没有传统方法中常用的季铵化或磺化步骤,有效的简化工艺和降低环境污染,可用于扩散渗析、普通电渗析以及双极膜电渗析过程,满足冶金领域对高性能离子交换膜的需求.