近年来,电渗析技术已经广泛应用于食品、海水淡化以及医药等行业。离子交换膜作为电渗析的心脏,尤其引起了人们的重视。为了应对苛刻的化工应用条件,研制具有优异离子选择渗透性、低电阻、高机械拉伸强度、化学稳定性、尺寸稳定性的阴离子交换膜成了当务之急。目前,阳离子交换膜已经能基本满足应用的要求,如杜邦公司生产的Nafion膜,但阴离子交换膜在大规模应用、提升性能等方面仍然面临较为严峻的问题。为满足实际应用的要求,电渗析中的阴离子交换膜需具有高的离子交换容量(IEC)。但较高的离子交换容量往往导致膜在溶液中过度溶胀,使膜的尺寸稳定性和机械性能变差,从而影响电渗析过程中膜堆的稳定性与性能,因此制备出综合性能优异的抗溶胀阴离子交换膜成为学者们研究的热点;且传统制备阴离子交换膜的方法主要是以三甲胺作为季铵化试剂的后功能化制备过程,该方法制备出的阴离子交换膜由于受到三甲胺的腐蚀,存在膜性能不稳定、结构疏松、膜表面较为粗糙等缺点。交联是制备抗溶胀离子交换膜,提高膜尺寸稳定性的有效方法,但目前交联的方法仍存在如下几个问题:(1)实验过程复杂,能耗较高,不利于工业化生产。(2)交联剂与聚合物主链不相容,导致膜的性能较差。本实验致力于制备出一种抗溶胀性能优异、离子交换容量较高,且制备过程较为简单的阴离子交换膜,使其满足工业应用的要求。具体实验如下:(1)采用在膜内部形成交联网络的方法,选用具有热稳定性、机械稳定性和化学稳定性的聚合物材料溴化聚苯醚(BPPO)作为膜基质,体积大、憎水性强的4,4′-联吡啶作为交联剂和季铵化试剂。通过改变4,4′-联吡啶在铸膜液中的添加量制备出一系列交联型阴离子交换膜BPPO-X。对内部交联膜的特性,如含水率、抗溶胀性能、离子交换容量、机械强度、化学稳定性、热稳定性、脱盐效率以及能耗等进行了研究。实验结果表明,与未交联的三甲胺阴离子交换膜(BPPO-Tri)相比,交联膜在较高的离子交换容量情况下,仍然具备较好的抗溶胀性能,且脱盐性能也较好。(2)探究以单吡啶作为季铵化试剂制备出的阴离子交换膜的性能。吡啶基团体积大,憎水性强,是一种能有效抑制膜溶胀性能的季铵化试剂;且实验中通过改变单吡啶基团侧链疏水性烷基链的长度,探究疏水性烷基链的长度对膜性能的影响。实验证明通过在季铵化基团侧链增长烷基链的长度,能有效抑制膜的溶胀度,使膜具备较好的尺寸稳定性;且该实验过程简单,不需要加热,具备工业应用的潜质。