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阴离子交换膜(AEM)广泛应用于电渗析、燃料电池和扩散渗析等领域。作为电渗析的关键组成部分,AEM可在电场力下实现阴离子的传输和抑制阳离子的通过。但大多数AEM的制备是利用氯甲醚、双氯甲醚等试剂对聚合物链上的芳环氯甲基化,然后通过季铵化反应实现的,然而这些试剂具有高致癌性和危险性。因此,在不使用危险试剂的情况下通过更安全的路线制备AEM成为研究的重点。此外,大多数AEM稳定性的不足限制了它们在严苛条件下(例如,强碱条件下)的应用,长期的碱性稳定性对AEM的使用寿命具有重要影响。因此在实际应用中,制备具有较好机械稳定性、碱性稳定性和尺寸稳定性的AEM显得尤为重要。本论文主要致力于制备具有碱性稳定性高、尺寸稳定性好且制备路线较为绿色、制备过程简单的AEM,具体实验如下:(1)基于溴化聚苯醚(BPPO)的哌啶型阴离子交换膜。选用侧链含有溴甲基基团的BPPO作为基膜材料,采用三种不同的脂环族季铵基团N-甲基吡咯烷(MPY)、N-甲基哌啶(MPRD)和N-甲基吗啉(MMPH)作为季铵化试剂分别与BPPO进行季铵化反应制膜,设计出一种新型不使用有毒的氯甲基化试剂的制备路线。实验结果表明,BPPO-MPRD膜在60 ℃ 1.0 M KOH溶液中浸泡15天后,其离子交换容量(IEC)保留率约为86%,而作为对照的BPPO-TMA膜的IEC保留率约为65%,表明BPPO-MPRD膜具有较好的耐碱性能;电渗析实验中,BPPO-MPRD膜在2.5小时的NaCl脱盐率达到98.8%,能耗仅为12.58kWh·kg-1 NaCl,优于商业膜Neosepta AMX(脱盐率为97.4%,能耗为15.76kWh·kg-1 NaCl),表明BPPO-MPRD膜具有优异的脱盐性能。(2)基于聚砜(PSF)构筑内部交联的吡咯烷型阴离子交换膜。以PSF为基体,采用三甲基氯硅烷、多聚甲醛等试剂通过氯甲基化反应制备了氯甲基化聚砜(CMPSF),而后用4,4′-三亚甲基二哌啶(TMDP)对CMPSF进行交联改性,构建了内部网状结构,最后用1-甲基吡咯烷(MPY)对上述网状结构进行季铵化,制备了系列不同交联程度的AEM。含水率(WU)和溶胀度(SR)测试结果表明,交联膜CAPSF-5相比于未交联的APSF膜表现出更好的尺寸稳定性,例如,室温下交联膜CAPSF-5的WU为13.04%,SR为9.42%,而未交联的APSF膜的WU为19.45%,SR为13.26%;在碱性稳定性实验中,交联膜CAPSF-5在60 ℃ 1.0 M KOH溶液中浸泡15天后,其IEC保留率保持在60%以上,而未交联的APSF膜在24 h内已显示出明显的脆化和破裂的现象,不能进行后续的测试,表明该交联膜具有较好的耐碱性能。