[0005] 基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明提供了一种3D打印图案化离子交换膜的制备方法。
[0006] 为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
[0007] 一种3D打印图案化离子交换膜的制备方法，包括以下步骤：
[0008] (1)双酚A型聚砜(或聚苯砜、酚酞型聚醚砜)氯甲基化；
[0009] (2)将氯甲基化的双酚A型聚砜(或聚苯砜、酚酞型聚醚砜)熔融、挤出、拉丝；
[0010] (3)控制离子交换膜的区域结构；
[0011] (4)采用3D打印机，部分区域采用氯甲基化的材质打印，另一部分区域采用聚砜类材料或尼龙、PC材料或磺化聚砜、磺化聚苯乙烯材料打印；
[0012] (5)将打印好的材料浸渍入叔胺水溶液，浸泡后取出，可制得图案化离子交换膜。
[0013] 作为优选方案，步骤(1)具体为：将双酚A型聚砜(或聚苯砜、酚酞型聚醚砜)放入圆底烧瓶或反应釜中，用氯仿或二氯乙烷溶解，缓慢加入一定量的氯甲基化试剂，在催化剂作用下，于20‑60℃下反应数小时；将产物倒入甲醇或乙醇中沉淀；氯仿或二氯乙烷溶解，甲醇或乙醇再沉淀，反复数次提纯产物。
[0014] 作为优选方案，氯甲基化试剂选用氯甲醚或氯甲基异戊醚或卢卡斯试剂。
[0015] 作为优选方案，双酚A型聚砜(或聚苯砜、酚酞型聚醚砜)的分子量Mn为50000‑150000。
[0016] 作为优选方案，所述双酚A型聚砜(或聚苯砜、酚酞型聚醚砜)与氯甲基化试剂(氯甲醚或氯甲基异戊醚或卢卡斯试剂)的物质的量比为2：5‑10。
[0017] 作为优选方案，所述双酚A型聚砜(或聚苯砜、酚酞型聚醚砜)与溶剂氯仿或二氯乙烷的物质的量比为1：20‑40。
[0018] 作为优选方案，所述双酚A型聚砜(或聚苯砜、酚酞型聚醚砜)与催化剂的质量比为100：1‑2。
[0019] 作为优选方案，所述搅拌反应的转速为800‑1500转/min。
[0020] 作为优选方案，所述产物与甲醇或乙醇沉淀剂的体积比例为1：4‑6。
[0021] 作为优选方案，所述氯甲基化的双酚A型聚砜(或聚苯砜、酚酞型聚醚砜)打印时的熔融温度控制在120‑155℃。
[0022] 作为优选方案，步骤(1)中，催化剂为Fe粉、Zn粉、Al粉中的一种或几种与三氟乙酸、三氟磺酸、氟化硼中的一种或几种组合的复合催化剂。
[0023] 作为优选方案，步骤(2)中，熔融、挤出、拉丝的熔融温度为120‑155℃，挤出拉丝直径为1.75mm。3D打印机的挤出设备设定温度为120‑155℃之间。
[0024] 作为优选方案，步骤(3)，在软件中建模，控制离子交换膜的区域结构，建成网格状的离子交换膜形状或海岛相的离子交换膜形状。
[0025] 作为优选方案，步骤(3)中，离子交换膜的厚度为0.4‑5.0mm。
[0026] 作为优选方案，步骤(4)，采用氯甲基化的材质打印区域正上、正下方全程厚度方向不得打印聚砜类材料或尼龙、PC材料，但可打印磺化聚砜、磺化聚苯乙烯材料。
[0027] 作为优选方案，步骤(5)，所述叔胺水溶液选自三甲胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、咪唑或吡啶。
[0028] 作为优选方案，步骤(5)中，浸泡时间为0.5‑8小时，浸渍温度为4‑40℃。
[0029] 本发明与现有技术相比，有益效果是：
[0030] 本发明属于聚合物技术领域，涉及一种3D打印图案化离子交换膜的制备方法，采用此方法制备的图案化的离子交换膜具有质地均匀可控、溶胀率可控、自支撑增强、运行稳定等优点。本发明可以通过3D打印技术自由控制支撑增强区域与功能离子交换区域的大小与形状。
[0031] 本发明的3D打印图案化离子交换膜制备过程简单，产率高，可根据应用场景需求控制产品的离子交换容量，电阻率等性能，也易于产业化，可以广泛应用于电渗析、重金属回收、制取纯水、水处理等工业领域。
