专利名称：一种阴离子电解质膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及有机化工中高分子聚合物及其制备方法，还属于用于甲醇燃料电池的
电解质膜，特别是一种阴离子电解质膜及其制备方法。 碱性聚合物电解质主要由聚合物基体、碱(导电物质)和水组成，有些体系还加入 了掺杂物，以改善膜的电化学性能。 可用来制备碱性聚合物电解质基体的材料很多，有PEO(聚环氧乙烯)、PVA(聚乙 烯醇)、PAA (聚丙烯酸)、PECH (聚环氧氯丙烷)、PMA (聚丙烯酸甲酯)和PSA (聚丙烯酸钠) 等，也可以用其中两者的共聚物或混合物作为电解质膜的基体。在上述材料中，有关PEO、 PVA和PAA的研究最多。PE0是研究最早的聚合物基体材料，具有良好的机械成膜性能，但 结晶度较高，室温离子电导率低(一般为10—4_10—3S/cm)，界面稳定性较差。以PAA为基体 的聚合物电解质是一种凝胶态聚合物电解质，电化学性能和KOH溶液相似，是目前已有报 道的电导率最高的聚合物电解质，但是该种聚合物电解质的含水量过高，机械性能较差。以 PVA为基体的聚合物电解质有良好的电化学稳定性和成膜性能，离子电导率介于PAA基和 PE0基聚合物电解质之间。 导电物质多用碱金属氢氧化物，如KOH、 LiOH和NaOH等，其中KOH是最常用的， 也是效果最好的导电物质。C. C. Yang等报道了 K0H、 LiOH和NaOH在PVA、 PVA-PECH和 PVA-TEAC(四乙基氯化铵)等三种聚合物电解质体系中的阴离子迁移数，结果表明KOH在 3种体系中的阴离子迁移数均高于LiOH和NaOH的，在PVA-TEAC体系中的阴离子迁移数最 高(0. 96-0. 99) 。 C. C. Yang报道了 PVA-KOH、PVA-NaOH和PVA-KOH-LiOH等三种碱性聚合物 电解质的离子电导率，含KOH的碱性聚合物电解质的离子电导率最高。
1963年，Loeb和Sourirajan首次发明相转化制膜法(L-S制膜法)，从而使聚合 物分离膜有了工业应用的价值。 采用碱性离子交换膜的碱性直接甲醇燃料电池(Alkaline Direct MethanolFuel Cell，ADMFC，又称直接甲醇碱性燃料电池DMAFC)初步显示出较好的性能指标，为DMFC的发 展开辟出一条新路径。而碱性阴离子膜是碱性离子膜燃料电池的关键所在，它能提供OH—传 导的通道，并为电池提供碱性环境。 早在五十年代初期，美国Du Pont公司就率先开始了含氟离子交换膜的研究。并 将它用于宇宙开发计划中的燃料电池和水电解装置中，商品名称为Nafion，此后不久即用 于食盐电解的研究中。从七十年代开始，日本的旭化成，旭硝子，德山曹达等公司也积极开 展了全氟离子交换膜的应用研究，并开发了一系列新型的全氟系列的离子交换膜，Du Pont 公司也在原有的基础上逐步发展，研制出了很多新型及特种用途的离子膜，特别是离子膜 技术已成为食盐电解中的新一代技术，正逐步取代原有的隔膜法及水银法。我国从七十年 代开始，也逐步着手于这方面的研究，并取得了一定的成果。但是，属于这一大家族中一员 的阴离子型的离子交换膜的研究报道相对较少。
背景技术：
PVBC1 (POLY(vinylbenzyl chloride)Mixture of 3_and 4-isomers)(聚乙烯节基氯)为一种阴离子交换膜新的基材，探讨PVBC1阴离子交换膜的制备及性能具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术之不足，提供一种阴离子电解质膜及其制备方法。
本发明的目的按照下述技术方案实现 —种阴离子电解质膜，是以PVBC1为基底，通过交联反应嫁接上导电基团OH—的离子膜，其比表面积为20-300m2/g，膜中阴离子交换容量0. 008-0. 01mol/g，所用交联剂为N (CH3) 2- (CH2) n-N (CH3) 2类化合物，n = 1-6 ; —种阴离子电解质膜的制备方法，采用L-S成膜法，其制备步骤为
1)用酯类有机溶剂溶解聚合物PVBCL，至溶液清澈透明为止，形成铸膜液；
2)铸膜液中加入数滴交联剂，摇匀放置，至充分交联； 3)将已准备好的载玻片置于水平桌面上，倒出上步溶液使其流延平铺于载玻片上，让溶剂充分挥发成膜；或用提拉机成膜；或用旋转制模仪成膜；或用刮刀成膜；
4)将膜放入KOH水溶液中；所述交联剂为N (CH3) 2- (CH2) n-N (CH3) 2类化合物，n = 1-6 ;
所述酯类有机溶剂是乙酸乙酯、乙酸丁酯或乙酸异辛酯； 所述交联剂的加入量为铸膜液重量的O. 5-10wt^，交联时间为10分钟到48小时，温度为10-50°C 所述铸膜液的重量浓度为5_60wt% ; 所述KOH水溶液的浓度为0. 5-30mol/L ;离子交换时间为12小时；交换容量稳定在0.008-0. 016mol/g。 使用本发明的阴离子电解质膜，作为碱性直接甲醇燃料电池的关键部件，能起到传导氢氧根离子、分隔燃料和氧化剂的双重功能。在达到以上功能的前提下，本发明离子电解质膜的制备方法简单、成本低廉，同时具有较高的可操作性。制备出的膜有较高的玻璃化转变温度，良好的溶解性、成膜性、机械性能和化学稳定性。生产材料和生产工艺过程无毒害，绿色环保。本发明阴离子电解质膜所用刮刀、旋转制模仪和提拉机等成膜方法，对膜的机械性能以及形貌厚度等物理尺寸可控，并对膜的化学性能影响不大。
图1是本发明红外光谱仪测出的交联度(D)随反应时间的关系曲线；图中纵坐标是交联度(Degree of cross-linking(D))，横坐标是时间(小时)。 图2是本发明的成膜在K0H溶液中的0H—离子交换量与时间的关系曲线；图中纵坐标是KOH溶液中的OH—离子交换量(mol/g)，横坐标是时间(分钟)。
具体实施例方式实施例1. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBC1膜，温度10°C ，铸膜液浓度5wt % ，用交联剂N(CH3) 2- (CH2) rN(CH3) 2交联后，交联剂用量O. lwt^，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度O. 5mol/L，就可以制备出交联度40%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 01mol/g。
实施例2. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBC1膜，温度20 °C ，铸膜液浓度10wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) rN (CH3) 2交联后，交联剂用量lwt^，交联时间5小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度10mol/L，就可以制备出交联度61%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.008mol/g。
实施例3. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBC1膜，温度40 °C ，铸膜液浓度20wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) rN (CH3) 2交联后，交联剂用量5wt % ，交联时间12小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度20mol/L，就可以制备出交联度62%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 009mol/g。
实施例4. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBC1膜，温度50 °C ，铸膜液浓度40wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) rN (CH3) 2交联后，交联剂用量10wt^，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度65%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 012mol/g。
实施例5. 选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBC1膜，温度10°C ，铸膜液浓度5wt % ，用交联剂N(CH3) 2- (CH2) rN(CH3) 2交联后，交联剂用量O. lwt^，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度O. 5mol/L，就可以制备出交联度42%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 01mol/g。
实施例6. 选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBC1膜，温度50 °C ，铸膜液浓度60wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) rN (CH3) 2交联后，交联剂用量10wt^，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度64%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 008mol/g。
实施例7. 选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBC1膜，温度10°C ，铸膜液浓度5wt % ，用交联剂N(CH3) 2- (CH2) rN(CH3) 2交联后，交联剂用量O. lwt^，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度O. 5mol/L，就可以制备出交联度50%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 011mol/g。
实施例8. 选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBC1膜，温度50 °C ，铸膜液浓度60wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) rN (CH3) 2交联后，交联剂用量10wt^，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度61%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.012mol/g。
实施例9.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10°C ，铸膜液浓度5wt % ，用交联剂N(CH3) 2- (CH2) 2_N(CH3) 2交联后，交联剂用量O. lwt^，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度O. 5mol/L，就可以制备出交联度50%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 012mol/g。
实施例10. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度20 °C ，铸膜液浓度10wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 2_N (CH3) 2交联后，交联剂用量lwt^，交联时间5小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度10mol/L，就可以制备出交联度65%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 01mol/g。
实施例11. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度40 °C ，铸膜液浓度20wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 2_N (CH3) 2交联后，交联剂用量5wt % ，交联时间12小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度20mol/L，就可以制备出交联度66%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 011mol/g。
实施例12. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50 °C ，铸膜液浓度40wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 2_N (CH3) 2交联后，交联剂用量10wt^，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度65%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 009mol/g。
实施例13. 选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10°C ，铸膜液浓度5wt % ，用交联剂N(CH3) 2- (CH2) 2_N(CH3) 2交联后，交联剂用量O. lwt^，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度O. 5mol/L，就可以制备出交联度38%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 011mol/g。
实施例14. 选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50 °C ，铸膜液浓度60wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 2_N (CH3) 2交联后，交联剂用量10wt^，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度64%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 01mol/g。
实施例15. 选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10°C ，铸膜液浓度5wt % ，用交联剂N(CH3) 2- (CH2) 2_N(CH3) 2交联后，交联剂用量O. lwt^，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度O. 5mol/L，就可以制备出交联度42%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 012mol/g。
实施例16. 选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50 °C ，铸膜液浓度60wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 2_N (CH3) 2交联后，交联剂用量10wt^，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度62%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 009mol/g。
实施例17. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度10°C ，铸膜液浓度5wt % ，用交联剂N(CH3) 2- (CH2) 3_N(CH3) 2交联后，交联剂用 量O. lwt^，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度O. 5mol/L，就可 以制备出交联度70%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 01mol/g。
实施例18. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度20 °C ，铸膜液浓度10wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 3_N (CH3) 2交联后，交联剂 用量lwt^，交联时间5小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度10mol/L，就可 以制备出交联度74%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 011mol/g。
实施例19. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度40 °C ，铸膜液浓度20wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 3_N (CH3) 2交联后，交联剂 用量5wt % ，交联时间12小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度20mol/L，就可 以制备出交联度76%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 015mol/g。
实施例20. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度50 °C ，铸膜液浓度40wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 3_N (CH3) 2交联后，交联剂 用量10wt^，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就 可以制备出交联度81%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.01mol/g。
实施例21. 选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度10°C ，铸膜液浓度5wt % ，用交联剂N(CH3) 2- (CH2) 3_N(CH3) 2交联后，交联剂用 量O. lwt^，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度O. 5mol/L，就可 以制备出交联度74%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 008mol/g。
实施例22. 选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度50 °C ，铸膜液浓度60wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 3_N (CH3) 2交联后，交联剂 用量10wt^，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就 可以制备出交联度82%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 009mol/g。
实施例23. 选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度10°C ，铸膜液浓度5wt % ，用交联剂N(CH3) 2- (CH2) 3_N(CH3) 2交联后，交联剂用 量O. lwt^，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度O. 5mol/L，就可 以制备出交联度72%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 01mol/g。
实施例24. 选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度50 °C ，铸膜液浓度60wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 3_N (CH3) 2交联后，交联剂 用量10wt^，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度81%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.009mol/g。
实施例25. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度10°C ，铸膜液浓度5wt % ，用交联剂N(CH3) 2- (CH2) 4_N(CH3) 2交联后，交联剂用 量O. lwt^，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度O. 5mol/L，就可 以制备出交联度61%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.008mol/g。
实施例26. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度20 °C ，铸膜液浓度lOwt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 4_N (CH3) 2交联后，交联剂 用量lwt^，交联时间5小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度1Omol/L，就可 以制备出交联度75%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 01mol/g。
实施例27. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度40 °C ，铸膜液浓度20wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 4_N (CH3) 2交联后，交联剂 用量5wt % ，交联时间12小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度20mol/L，就可 以制备出交联度78%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 014mol/g。
实施例28. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度50 °C ，铸膜液浓度40wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 4_N (CH3) 2交联后，交联剂 用量10wt^，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就 可以制备出交联度85%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 016mol/g。
实施例29. 选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度l(TC ，铸膜液浓度5wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 4_N (CH3) 2交联后，交联剂用 量O. lwt^，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度O. 5mol/L，就可 以制备出交联度61%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.01mol/g。
实施例30. 选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度50 °C ，铸膜液浓度60wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 4_N (CH3) 2交联后，交联剂 用量10wt^，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就 可以制备出交联度88%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 008mol/g。
实施例31. 选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度l(TC ，铸膜液浓度5wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 4_N (CH3) 2交联后，交联剂用 量O. lwt^，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度O. 5mol/L，就可 以制备出交联度62%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 012mol/g。
实施例32. 选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度50 。C ，铸膜液浓度60wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 4_N (CH3) 2交联后，交联剂用量10wt^，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就 可以制备出交联度87%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 008mol/g。
实施例33. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度l(TC ，铸膜液浓度5wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 6_N (CH3) 2交联后，交联剂用 量O. lwt^，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度O. 5mol/L，就可 以制备出交联度50%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 008mol/g。
实施例34. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度20 °C ，铸膜液浓度10wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 6_N (CH3) 2交联后，交联剂 用量lwt^，交联时间5小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度10mol/L，就可 以制备出交联度54%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 014mol/g。
实施例35. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度40 °C ，铸膜液浓度20wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 6_N (CH3) 2交联后，交联剂 用量5wt % ，交联时间12小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度20mol/L，就可 以制备出交联度58%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 01mol/g。
实施例36. 选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度50 °C ，铸膜液浓度40wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 6_N (CH3) 2交联后，交联剂 用量10wt^，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就 可以制备出交联度64%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 012mol/g。
实施例37. 选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度10°C ，铸膜液浓度5wt % ，用交联剂N(CH3) 2- (CH2) 6_N(CH3) 2交联后，交联剂用 量O. lwt^，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度O. 5mol/L，就可 以制备出交联度45%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 008mol/g。
实施例38. 选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度50 °C ，铸膜液浓度60wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 6_N (CH3) 2交联后，交联剂 用量10wt^，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就 可以制备出交联度63%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 01mol/g。
实施例39. 选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备 PVBC1膜，温度l(TC ，铸膜液浓度5wt % ，用交联剂N (CH3) 2- (CH2) 6_N (CH3) 2交联后，交联剂用 量O. lwt^，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度O. 5mol/L，就可 以制备出交联度44%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 009mol/g。
实施例40. 选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBC1膜，温度50。C，铸膜液浓度60wtX，用交联剂N(CH3)2-(CH2)6-N(CH3)2交联后，交联剂 用量10wt^，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就 可以制备出交联度62%的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0. 009mol/g。
权利要求
一种阴离子电解质膜，是以PVBCl为基底，通过交联反应嫁接上导电基团OH-的离子膜，其比表面积为20-300m2/g，膜中阴离子交换容量0.008-0.01mol/g，所用交联剂为N(CH3)2-(CH2)n-N(CH3)2类化合物，n＝1-6。
2. —种阴离子电解质膜的制备方法，采用L-S成膜法，其制备步骤为1) 用酯类有机溶剂溶解聚合物PVBC1，至溶液清澈透明为止，形成铸膜液；2) 铸膜液中加入交联剂，摇匀放置，至充分交联；3) 将已准备好的载玻片置于水平桌面上，倒出上步溶液使其流延平铺于载玻片上，让 溶剂充分挥发成膜；或用提拉机成膜；或用旋转制模仪成膜；或用刮刀成膜；4) 将膜放入KOH水溶液中。
3. 如权利要求2所述的阴离子电解质膜的制备方法，其特征在于所述交联剂为 N(CH3)2-(CH2)n-N(CH3)2类化合物，n = 1-6。
4. 如权利要求2所述的阴离子电解质膜的制备方法，其特征在于所述酯类有机溶剂是 乙酸乙酯、乙酸丁酯或乙酸异辛酯。
5. 如权利要求2所述的阴离子电解质膜的制备方法，其特征在于所述交联剂的加入量 为铸膜液重量的0. 5-10wt^，交联时间为10分钟至48小时，温度为10-50°C。
6. 如权利要求2所述的阴离子电解质膜的制备方法，其特征在于所述铸膜液的重量浓 度为5-60wt%。
7. 如权利要求2所述的阴离子电解质膜的制备方法，其特征在于所述KOH水溶液的浓 度为0. 5-30mol/L ;离子交换时间为12小时；交换容量稳定在0. 008-0. 016mol/g。
全文摘要
本发明涉及一种阴离子电解质膜，是以PVBCl为基底，通过交联反应嫁接上导电基团OH-的离子膜，其比表面积为20-300m2/g，膜中阴离子交换容量0.008-0.016mol/g，所用交联剂为N(CH3)2-(CH2)n-N(CH3)2类化合物，n＝1-6。该膜的制备方法，采用L-S成膜法，其制备步骤为1)用酯类有机溶剂溶解聚合物PVBCL，至溶液清澈透明为止，形成铸膜液；2)铸膜液中加入数滴交联剂，摇匀放置，至充分交联；3)将已准备好的载玻片置于水平桌面上，倒出上步溶液使其流延平铺于载玻片上，让溶剂充分挥发成膜；或用提拉机成膜；或用旋转制模仪成膜；4)将膜放入KOH水溶液中。
文档编号H01M4/94GK101714638SQ200910117648
公开日2010年5月26日 申请日期2009年12月7日 优先权日2009年12月7日
发明者史可人, 姚惠琴, 谷晓昱 申请人:宁夏大学