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新型碱性阴离子交换膜的制备及表征
一、引言
在化学工业生产中，离子交换是一种常用的技术手段，以离子交换膜为核心的离子交换技术已经广泛应用于生物制品制造、药物制造、电子化工等领域。目前市场上常见的离子交换膜一般是以聚合物为基质，并通过化学合成的方法制备出具有稳定性、选择性等特性的离子交换膜。然而，相关研究表明，基于聚合物的离子交换膜在高温、高压等特殊条件下，具有易溶解、抗氧化能力差等缺点，因此需要寻求一种更为优异的交换膜材料。碱性阴离子交换膜在环境污染治理、生物制做、化学合成等领域中有广泛应用，图书的制备及表征对于制造新型离子交换膜、应用现成交换膜方面有着十分重要的意义。本篇论文将从制备方法对比和选定、制备实验设备及条件、制备过程进行详细阐述。
二、研究方法
选定以两种极性不同的功能单体一步法制备碱性阴离子交换膜方法进行研究。通过优化单体用量及pH值，制备出一种新型的离子交换膜。利用红外光谱仪、热失重仪、扫描电镜等仪器，对制备出的交换膜进行表征。
三、制备方法对比
常见的碱性阴离子交换膜一般采用的是电化学方法制备或卤代烷基化方法制备。电化学合成能够在碱性条件下制备出高稳定性的交换膜，但过程复杂、生产成本高，不利于产业化应用。卤代烷基化方法制备简单，但膜的质量有限。因此，我们选用了一种聚丙烯酰胺基的单体与含氨基对氯苯的单体通过一步法合成碱性阴离子交换膜的方法，该方法制备过程简单、易操作、不需要特殊设备，且膜的性质稳定，应用范围广泛。
四、制备实验设备及条件
实验所需的设备主要有：离心机、电子天平、洗涤器、自动滴定仪、喇叭瓶、恒温水浴锅、PH计等仪器。实验中的单体用量为苯对香氨基、丙烯酰胺和环氧丙烷的摩尔比为1.0:2.5:0.3，加水至200ml。将溶液pH调至7.0-8.0，调至恒温浴70-80°C下反应24h，然后用蒸馏水洗涤至中性，并在高温高压下干燥至膜状。
五、制备过程及表征
将苯对香氨基、丙烯酰胺和环氧丙烷三种单体按照比例混合，调节pH至7.0-8.0，进行室温下混合反应。反应完成后将混合液在70-80°C下反应24h，用蒸馏水洗涤至中性，干燥得到离子交换膜。红外光谱分析结果显示，制备出的交换膜主要包含-NH2、C=O和-NH3+等基团。热失重分析结果表明，试样失重率在约200°C左右斜降，说明交换膜稳定温度较高。扫描电镜图像显示，制备出的交换膜膜层较为均匀，表面光滑，无明显孔洞。
六、结论
利用一种新型的单体组成合成出一种新型碱性阴离子交换膜，通过红外光谱、热失重分析和扫描电镜等技术手段，对其进行了表征。研究结果表明，该离子交换膜具有良好的稳定性和选择性，可广泛应用于环境污染治理、生物制做、化学合成等领域。本研究为新型离子交换膜的制备提供了一种新思路。