一种水电解膜回收全氟磺酸树脂的方法技术

本发明专利技术提供了一种水电解膜回收全氟磺酸树脂的方法。该方法包括：S1，将水电解膜碎料与含金属离子的盐溶液混合，进行离子化处理，得到离子化碎膜；其次，将离子化碎膜进行水洗处理，然后进行第一干燥、得到水洗料；S2，将水洗料与溶胀溶剂混合，进行溶胀处理，得到溶胀料；其中，溶胀溶剂为水或者第一水醇混合溶剂；S3，将溶胀料与第二水醇混合溶剂混合，进行研磨和乳化处理，得到乳化料；S4，将乳化料与第三水醇混合溶剂进行均质处理，得到树脂分散液；将树脂分散液进行第二干燥，得到全氟磺酸树脂。本发明专利技术能够解决现有技术中水电解膜回收难以避免使用大量氧化还原剂、对生产设备要求高不利于工业化的问题。于工业化的问题。于工业化的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种水电解膜回收全氟磺酸树脂的方法


[0001]本专利技术涉及水电解膜回收利用
，具体而言，涉及一种水电解膜回收全氟磺酸树脂的方法。

技术介绍

[0002]水电解膜属于水电解槽内的核心零部件之一，水电解槽以水电解质子交换膜为电解质，以纯水为反应物，在高压电场作用下分解水产生氢气和氧气。同时质子交换膜也用于隔绝电极两侧的气体，避免了碱性电解制氢隔膜气体易渗透的缺点，因此水电解槽产生的氢气纯度高，仅需脱除水蒸气，工艺简单，安全性高，又称之为绿氢。
[0003]为保证良好的阻气性，水电解膜需要最大程度避免大孔和贯穿孔，同时水电解对膜的电导率要求不高，导致常规的水电解膜厚度通常较大，相较于质子交换膜，水电解膜的厚度能达到50~60um，因此从水电解膜能回收得到大量全氟磺酸树脂，经济效益较高。
[0004]目前专利CN110066421A介绍了一种废旧隔膜的全氟磺酸树脂回收方法，该专利侧重于退役隔膜的回收，专利主要介绍了隔膜的预处理方法，包括催化剂的去除、废膜的纯化等，最后使用高沸点溶剂对提纯后的膜进行溶解回收，该过程涉及到大量氧化剂、还原剂以及有毒高沸点溶剂的使用，处理工艺繁琐。
[0005]鉴于此，有必要提供一种能够克服上述缺陷的从水电解膜中回收利用全氟磺酸树脂的方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种水电解膜回收全氟磺酸树脂的方法，以解决现有技术中水电解膜回收难以避免使用大量氧化还原剂、对生产设备要求高不利于工业化的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种水电解膜回收全氟磺酸树脂的方法， 其包括以下步骤：S1，将水电解膜碎料与含金属离子的盐溶液混合，进行离子化处理，得到离子化碎膜；其次，将离子化碎膜进行水洗处理，然后进行第一干燥、得到水洗料；S2，将水洗料与溶胀溶剂混合，进行溶胀处理，得到溶胀料；其中，溶胀溶剂为水或者第一水醇混合溶剂；S3，将溶胀料与第二水醇混合溶剂混合，进行研磨和乳化处理，得到乳化料；S4，将乳化料与第三水醇混合溶剂进行均质处理，得到树脂分散液；将树脂分散液进行第二干燥，得到全氟磺酸树脂。
[0008]进一步地，含金属离子的盐溶液的浓度为0.5~5mol/L；优选为1~4mol/L。
[0009]进一步地，含金属离子的盐溶液与水电解膜碎料的重量比为1:(0.1~1)；优选为1:(0.2~0.5)。
[0010]进一步地，离子化处理的温度为20~100℃，时间为0.5~48h；优选地，离子化处理的温度为20~60℃，时间为6~36h。
[0011]进一步地，含金属离子的盐溶液中，溶质包括氯化钠、氯化钾、氯化锂中的一种或
多种；优选地，含金属离子的盐溶液中，溶剂为水或者水和醇以任意比例混合的混合物，其中醇为乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇中的一种或多种。
[0012]进一步地，溶胀处理的温度为0~100℃，时间为1~48h，优选地，溶胀处理的温度为20~60℃，时间为6~36h；更优选地，溶胀处理中水洗料与溶胀溶剂的重量比为（1~30）：（70~99）；更优选地，当溶胀溶剂为第一水醇混合溶剂时，其中醇为乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇中的一种或多种。
[0013]进一步地，在研磨和乳化处理中，第二水醇混合溶剂中水与醇的重量比为（1~5）：（1~5），研磨和乳化处理的处理时间为1~48h；优选地，溶胀料与第二水醇混合溶剂的重量比为(1~20):(80~99)；更优选地，第二水醇混合溶剂中醇为乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇中的一种或多种。
[0014]进一步地，均质处理包括：按照重量比为（1~20）：（80~99）称取乳化料与第三水醇溶剂进行混合；其中第三水醇混合溶剂中水与醇的重量比为（1~5）：（1~5），均质处理的时间为1~48h；优选地，第三水醇混合溶剂中醇为乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇中的一种或多种；优选地，在均质处理后，得到的树脂分散液中全氟磺酸树脂的粒径为10~500nm。
[0015]进一步地，水电解膜碎料的当量直径≤30mm。
[0016]进一步地，水洗处理包括：将离子化碎膜在电阻率≥18.2MΩ的水中进行清洗，至清洗后水的电导率低于3 us/cm后进行第一干燥得到水洗料，水洗料的固含量≥95wt%；优选第一干燥的温度为30~250℃，更优选为60~250℃；优选第二干燥的温度为30~250℃，至全氟磺酸树脂的固含量≥95wt%为止。
[0017]应用本专利技术的技术方案，提供了一种从水电解膜中回收全氟磺酸树脂的方法。因全氟磺酸树脂的难溶性，常规的回收全氟磺酸树脂方法通常难以避免使用具有高危高毒性的氧化还原试剂和高沸点溶剂；或者需要在高温高压的条件下是全氟磺酸树脂分散于低沸点溶剂中，这两种回收的工艺均难以避免地对生产设备提出较严苛的要求，不利于工业化生产。而本专利技术仅需要利用盐将水电解膜进行简单的离子化处理后，再依次进行溶胀、乳化和均质化处理，最后将树脂分散液进行干燥去除溶剂，即可得到具有高纯度、常温易溶的全氟磺酸树脂。本专利技术的方法工艺简单、成本低廉，且制备得到的全氟磺酸树脂具有易溶性，具有较高的市场化利用价值。
附图说明
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1示出了根据本专利技术的实施例1得到的全氟磺酸树脂的红外光谱图；以及
[0020]图2示出了根据本专利技术的实施例1得到的全氟磺酸树脂的TGA曲线图；以及
[0021]图3示出了根据本专利技术的实施例2得到的全氟磺酸树脂的红外光谱图；以及
[0022]图4示出了根据本专利技术的实施例2得到的全氟磺酸树脂的TGA曲线图。
具体实施方式
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0024]本专利技术中，术语“水电解膜”指主要成分为全氟磺酸树脂的水电解反应用半透膜。水电解膜可以水电解装置中报废的废弃水电解膜、或者，水电解膜可以来源于生产不达标的水电解膜以及裁切水电解膜的边角料。
[0025]为了解决如前文所述的现有技术中的问题，根据本专利技术的一方面，提供了一种水电解膜回收全氟磺酸树脂的方法，其包括以下步骤：S1，将水电解膜碎料与含金属离子的盐溶液混合，进行离子化处理，得到离子化碎膜；其次，将离子化碎膜进行水洗处理，然后进行第一干燥、得到水洗料；S2，将水洗料与溶胀溶剂混合，进行溶胀处理，得到溶胀料；其中，溶胀溶剂为水或者第一水醇混合溶剂；S3，将溶胀料与第二水醇混合溶剂混合，进行研磨和乳化处理，得到乳化料；S4，将乳化料与第三水醇混合溶剂进行均质处理，得到树脂分散液；将树脂分散液进行第二干燥，得到全氟磺酸树脂。
[0026]应用本专利技术的技术方案，提供了一种从水电解膜中回收全氟磺酸树脂的方法。因全氟磺酸树脂的难溶性，常规的回本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水电解膜回收全氟磺酸树脂的方法， 其特征在于，包括以下步骤：S1，将水电解膜碎料与含金属离子的盐溶液混合，进行离子化处理，得到离子化碎膜；其次，将所述离子化碎膜进行水洗处理，然后进行第一干燥、得到水洗料；S2，将所述水洗料与溶胀溶剂混合，进行溶胀处理，得到溶胀料；其中，所述溶胀溶剂为水或者第一水醇混合溶剂；其中，所述第一水醇混合溶剂中醇为乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇中的一种或多种；S3，将所述溶胀料与第二水醇混合溶剂混合，进行研磨和乳化处理，得到乳化料；其中，所述第二水醇混合溶剂中醇为乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇中的一种或多种；S4，将所述乳化料与第三水醇混合溶剂进行均质处理，得到树脂分散液；将所述树脂分散液进行第二干燥，得到所述全氟磺酸树脂；其中，所述第三水醇混合溶剂中醇为乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的水电解膜回收全氟磺酸树脂的方法，其特征在于，所述含金属离子的盐溶液的浓度为0.5~5mol/L。3.根据权利要求2所述的水电解膜回收全氟磺酸树脂的方法，其特征在于，所述含金属离子的盐溶液与所述水电解膜碎料的重量比为1:(0.1~1)。4.根据权利要求2所述的水电解膜回收全氟磺酸树脂的方法，其特征在于，所述离子化处理的温度为20~100℃，时间为0.5~48h。5.根据权利要求2所述的水电解膜回收全氟磺酸树脂的方法，其特征在于，所述含金属离子的盐溶液中，溶质包括氯化钠、氯化钾、氯化锂中的一种或多种；所述含金属离子的盐溶液中，溶剂为水或者水和醇以任意比例混合的混合物，其中所述醇为乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：干志强，李道喜，刘昊，周朝毅，李东升，潘丹丹，张禹驰，夏晓琪，周明正，唐浩林，柴茂荣，
申请(专利权)人：武汉绿动氢能能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：