The invention relates to the field of ion exchange membranes, in particular to a cationic exchange membrane based on cyclodextrin crosslinked polymer, its preparation method and application, and is suitable for ion exchange membranes for liquid flow batteries, especially for vanadium batteries. High cross-linking and polymerization of cyclodextrin can significantly reduce the molecular pore of the membrane. It has high vanadium resistance, good mechanical properties and high efficiency of vanadium batteries. It can replace the existing ion exchange membranes in the field of energy storage of vanadium batteries. The invention provides a new non-fluorine ion exchange membrane and its preparation method. The raw material is widely and cheap, the cost is effectively controlled, the preparation process is relatively simple, the conditions are mild, and it is suitable for large-scale industrial production.
【技术实现步骤摘要】
一种基于环糊精交联聚合物的阳离子交换膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及离子交换膜领域,特别是一种基于环糊精交联聚合物的阳离子交换膜及其制备方法和应用,适合于液流电池用离子交换膜,尤其是钒电池用离子交换膜。
技术介绍
目前全钒液流储能电池用离子交换膜主要是使用美国杜邦公司生产的系列全氟磺酸离子交换膜,这种膜在强氧化、强酸性条件下可以稳定存在,化学稳定性好并且离子传导率较高,但是这种膜最初主要为应用于氯碱工业而设计开发,并非为全钒液流储能电池而开发设计,因此在本领域应用有一定的局限性,比如离子选择性较差,阻钒性能不佳,钒电池效率不高等劣势,目前大量研究人员开始从事非氟离子交换膜方面的开发研究工作,已研发的全钒液流电池用非氟类型的离子交换膜主要有聚芳醚酮、聚芳醚砜、聚酰亚胺、聚醚醚酮一类的主链具有一定刚性,带有离子交换基团的离子交换膜,这些类型的离子交换膜具有一定的阻钒效果,主要是通过使用阴离子交换基团以排斥钒离子、或者提高膜分子间距空隙,使体积较大的水合钒离子不能通过的手段。但是上述膜的阻钒能力、机械强度均有待提高。因此,开发具有高阻钒能力、良好机械强度、较高钒电池效率,并且成本低廉的非氟离子交换膜成为本领域内的发展趋势。
技术实现思路
为弥补现有技术的不足,本专利技术提供了一种基于环糊精交联聚合物的阳离子交换膜及其制备方法和应用,这种方法的合成原料价格便宜且来源较广,同时又可以保证离子交换膜的较高机械强度、阻钒能力。本专利技术的专利技术点是:通过对环糊精进行高度交联、聚合,再加上环糊精分子具有锥状圆环疏水空腔结构,结构稳定,空腔尺寸较小,以及其本身具有较好的结 ...
【技术保护点】
1.一种基于环糊精交联聚合物的阳离子交换膜,其特征在于,以环糊精为母体,和基于环糊精摩尔倍数10‑100的交联剂、基于环糊精摩尔倍数1.2‑3的丙烯酰氯、基于环糊精摩尔倍数0.05‑0.2的引发剂和过量磺化剂,通过环糊精的交联、乙烯基修饰、磺化、聚合及流延浇铸法制膜而成。
【技术特征摘要】
1.一种基于环糊精交联聚合物的阳离子交换膜,其特征在于,以环糊精为母体,和基于环糊精摩尔倍数10-100的交联剂、基于环糊精摩尔倍数1.2-3的丙烯酰氯、基于环糊精摩尔倍数0.05-0.2的引发剂和过量磺化剂,通过环糊精的交联、乙烯基修饰、磺化、聚合及流延浇铸法制膜而成。2.根据权利要求1所述的阳离子交换膜,其特征在于,所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精以及γ-环糊精中的一种或者两种以上。3.根据权利要求1所述的阳离子交换膜,其特征在于,所述的交联剂为甲醛、戊二醛、三偏磷酸钠、己二酸、马来酸酐、环氧氯丙烷中的一种或者两种以上。4.根据权利要求1所述的阳离子交换膜,其特征在于,所述的磺化剂为浓硫酸、发烟硫酸、氯磺酸中的一种或者两种以上。5.根据权利要求1所述的阳离子交换膜,其特征在于,所述热分解型引发剂为偶氮类引发剂、过氧化物类引发剂中的一种。6.如权利要求1所述基于环糊精交联聚合物的阳离子交换膜的制备方法,其特征在于,将环糊精分散到自来水中与交联剂反应,产物干燥后分散至无水二甲基亚砜或无水N,N’-二甲基甲酰胺中,再进行乙烯基修饰、磺化,然后所得固体分散于无水二甲基亚砜或无水N,N’-二甲基甲酰胺中,加入热分解型引发剂反应,最后将得到...
【专利技术属性】
技术研发人员:李全龙,张华民,张涛,徐鹤英,王禛,胡影,梁加富,
申请(专利权)人:大连融科储能技术发展有限公司,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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