基于二苯并-18-冠-6基体改性的K+选择性离子交换膜的制备及性能研究

• 作者: 杨珊珊 姚宇洋 董云迪 徐志鹏 高尚上 阮慧敏 沈江南
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 膜 电渗析 离子交换 4，4′-二氨基-二苯并-18-冠-6 选择性
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 材料化学工程与纳米技术
• 页码范围: 1781-1793
• 页数: 12页
• 分类号: O658. 6+ 8
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20211846

摘要

基于18-冠-6醚环腔体可与K+形成1∶1型稳定的络合物，通过掺杂的方式将4，4'-二氨基-二苯并-18-冠-6（A18C6）引入离子交换膜基材料中并成膜，然后利用1，3，5-苯三甲酰氯（TMC）对A18C6分子进行交联固定，制得一系列改性阳离子交换膜。通过改变A18C6的含量和TMC的反应时间来调控阳离子交换膜的基体结构，系统考察了改性膜在K+/Mg2+、K+/Na+ 和K+/Li+的二元体系中对K+的电渗析选择性。研究结果表明，在电流密度为5.0 mA·cm-2的条件下，最优膜M-A18C6-10%-T30在K+/Mg2+和K+/Li+体系中对K+的选择性（PMg2+K+=6.96，PLi+K+=3.73）高于商业的单价选择性阳离子交换膜CIMS（PMg2+K+=5.36）。A18C6的掺杂引入不仅提高了膜基体的致密性（孔径筛分效应），也为K+在膜基体中的传输提供了新的离子传输通道（离子-偶极作用）。