两性离子交换膜及其制备方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于液流电池或燃料电池的，尤其 涉及一种基于聚噁二唑芳醚基的。
技术介绍
新能源领域成为当代研究的热点。液流电池如全钒液流电池作为一种大规模的储 能装置受到了越来越多的关注，被认为有潜力应用于风能、太阳能等新能源发电领域的储 能设备。燃料电池则凭借可以直接将化学能转为电能以及接近零排放的特点而备受重视。 离子交换膜是液流电池与质子交换膜燃料电池中的重要组件之一。离子交换膜为全钒液流 电池中正负极电解液提供导电通道并阻止不同价态钒离子的渗透混合，因此，离子交换膜 应具备必要的导电率、好的尺寸稳定性、低渗透和能长时间使用的特点。此外，强酸的工作 环境下还要求离子交换膜具有良好的耐酸性。 用于液流电池中的离子交换膜多为全氟磺酸类的阳离子交换膜（Nafion膜)，此类 膜在具有高的离子传导率和优异稳定性的同时，又具有低的离子选择性。但这种阳离子交 换膜存在钒离子的渗透问题，目前，出现了大量阴离子交换膜的研究。阴离子交换膜带有正 电荷，受道南效应（Donnan effect)的影响，能够阻止f凡离子的渗透。但是，与阳离子交换 膜相比，阴离子交换膜的离子传导率小，严重影响了液流电池的充放电性能。 两性离子交换膜由于其骨架上既有阴离子交换基团也有阳离子交换基团，其阴离 子交换基团能够有效的阻止钒离子迁移。申请号为201110090533. X的中国专利公布了一 种两性离子交换膜的制备方法，对聚合物粉体聚偏氟乙烯进行辐照接枝；将辐照接枝后聚 合物粉体转化成膜材料，然后进行磺化、水解，引入具有磺酸根基团，和叔氨基来制备...
【技术保护点】
一种两性离子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供十氟苯噁二唑、二烯丙基双酚A和催化剂，并将所述十氟苯噁二唑、二烯丙基双酚A和催化剂混合反应获得一基础聚合物；将该基础聚合物与一卤化剂混合反应形成一卤化聚合物；将该卤化聚合物与一功能化试剂混合反应形成一聚噁二唑芳醚基接枝聚合物，其中，所述功能化试剂为具有氨基和磺酸基双功能基团的氨基磺酸类化合物，以及将该聚噁二唑芳醚基接枝聚合物成膜形成所述两性离子交换膜。
【技术特征摘要】
1. 一种两性离子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 提供十氟苯噁二唑、二烯丙基双酚A和催化剂，并将所述十氟苯噁二唑、二烯丙基双酚 A和催化剂混合反应获得一基础聚合物； 将该基础聚合物与一卤化剂混合反应形成一卤化聚合物； 将该卤化聚合物与一功能化试剂混合反应形成一聚噁二唑芳醚基接枝聚合物，其中， 所述功能化试剂为具有氨基和磺酸基双功能基团的氨基磺酸类化合物，以及 将该聚噁二唑芳醚基接枝聚合物成膜形成所述两性离子交换膜。2. 如权利要求1所述的两性离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述十氟苯噁二唑、 二烯丙基双酚A和催化剂的摩尔比为十氟苯噁二唑：二烯丙基双酚A :催化剂=1 :1 :1. 5? 4。3. 如权利要求1所述的两性离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述基础聚合物通 过如下方式制备： 将所述十氟苯噁二唑、二烯丙基双酚A和催化剂在第一溶剂中混合并充分反应获得所 述基础聚合物，以及 分离提纯所述基础聚合物。4. 如权利要求3所述的两性离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述十氟苯噁二唑、 二烯丙基双酚A和催化剂在所述第一溶剂混合的方式为： 将所述十氟苯噁二唑、二烯丙基双酚A溶解于所述第一溶剂中均匀混合形成一第一混 合液，以及 将所述催化剂加入到所述第一混合液中均匀混合形成一第二混合液。5. 如权利要求4所述的两性离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述分离提纯的步 骤进一步包括： 提供一第二溶剂，所述基础聚合物不溶于该第二溶剂； 将反应后的所述第二混合液加入到所述第二溶剂中得到白色沉淀物，该白色沉淀物即 为所述基础聚合物，以及 过滤并洗涤所述基础聚合物。6. 如权利要求1所述的两性离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述卤化聚合物具 体通过如下方式制备： 将所述基础聚合物溶解于一第三溶剂中形成一基础聚合物溶液； 将所述卤化剂以及引发剂加入到所述基础聚合物溶液中形成一第三混合液，以及 加热回流该第三混合液以生成所述卤化聚合物。7. 如权利要求6所述的两性离子交...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢晓峰，李存璞，王树博，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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