一种基于高自由体积主链的阴离子交换膜及其制备方法

文档序号:37928752发布日期:2024-05-11 00:07阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于高自由体积主链的阴离子交换膜的制备方法,其特征在于,所述的制备方法,首先通过傅克烷基化反应制备聚合物主链;其次,通过门秀金反应进行主链的季铵化,其中季铵化试剂包括碘甲烷和长侧链型离子液体;最后,通过流延法制备阴离子交换膜。

2.根据权利要求1所述的一种基于高自由体积主链的阴离子交换膜的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:

3.根据权利要求2所述的一种基于高自由体积主链的阴离子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述单体1为螺环-(金刚烷-2,9’-芴),四苯基甲烷,3,9-联咔唑,联苯或三联苯的一种或几种;所述单体2为n-甲基-4-哌啶酮或2,3-二酮二氢吲哚的一种。

4.根据权利要求2所述的一种基于高自由体积主链的阴离子交换膜的制备方法,其特征在于:所述的步骤(2)合成离子液体具体为:

5.根据权利要求4所述的一种基于高自由体积主链的阴离子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述的单体3为三甲胺、1-甲基哌啶、1-甲基吡咯、1-甲基吗啉、1-甲基咪唑或1,2-二甲基咪唑中的一种;步骤(2)中所述的二胺单体为:n,n,n’,n’-四甲基-1,6-己二胺。

6.根据权利要求4所述的一种基于高自由体积主链的阴离子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述的双卤素取代烷烃为1,4-二溴丁烷、1,6-二溴己烷、1,8-二溴辛烷、1,2-双(2-氯乙氧基)乙烷、1,2-双(2-碘乙氧基)乙烷中的一种;步骤(3)中所述的单体4为1-卤代丁烷、1-卤代戊烷、1-卤代己烷、1-卤代辛烷中的一种。

7.根据权利要求2所述的一种基于高自由体积主链的阴离子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述溶剂a为甲醇、乙醇、碱液中的一种;步骤(1)中所述真空干燥温度为40-90℃,时间为12-48小时。

8.根据权利要求4所述的一种基于高自由体积主链的阴离子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述的溶剂b为乙酸乙酯、四氢呋喃或乙醚中的一种;步骤(3)中所述溶剂d为n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜中的一种或几种。

9.根据权利要求4所述的一种基于高自由体积主链的阴离子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述的干燥温度为40-90℃,时间为12-48小时;步骤(3)中所述真空干燥温度为40-90℃,时间为12-48小时;步骤(4)所述的干燥温度为40-70℃,时间为24-48小时。

10.一种基于高自由体积主链的阴离子交换膜,其特征在于,所述的阴离子交换膜,由权利要求1-9任一所述的制备方法而来,阴离子交换膜材料以聚芳基哌啶或聚芳基吲哚为主链,以碘甲烷或侧链型离子液体为季铵化试剂。


技术总结
本发明提供一种基于高自由体积主链的阴离子交换膜及其制备方法,属于碱性燃料电池阴离子交换膜领域。所述的阴离子交换膜的材料以无醚的聚芳基哌啶或聚芳基吲哚为主链且含有多环的大体积结构单元,以碘甲烷或长侧链型离子液体为季铵化试剂。本发明利用多环的大体积结构单元增加阴离子交换膜的自由体积,有利于亲水相聚集形成离子簇。含多环大体积结构单元的膜相比于传统主链的膜具有更高的氢氧根电导率。本发明制备的阴离子膜具有结构可调控性,且表现出较好的化学稳定性、尺寸稳定性以及较高的电导率,同时原料易得,成本较低,可用于燃料电池、电解水和电渗析等领域。

技术研发人员:张凤祥,巩守涛,韩龙,张鑫莉,张海洋
受保护的技术使用者:大连理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/10
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1