一种在吡啶功能化聚乙烯醇中引入双核吗啉离子液体构筑复合阴离子膜的方法技术

本发明专利技术涉及一种在吡啶功能化聚乙烯醇中引入双核吗啉离子液体构筑复合阴离子膜的方法。将溴代十二烷、吗啉、NaOH水溶液在加热条件下反应制得的中间体与1,4‑二溴丁烷反应得到溴代双核十二烷基吗啉[Nbmd]Br，将其烘干后进行碱化处理得到碱性十二烷基吗啉双核离子液体[Nbmd]OH。将溶解后的PVA粉末与FP在酸性条件下进行反应，后将 [Nbmd]OH加入上述溶液中并滴加GA溶液发生交联反应得铸膜液。用流延法将铸膜液倒入玻璃板中，室温干燥后即得到PVA‑FP/[Nbmd]OH复合膜。本发明专利技术保证了季铵基团数量增加的同时，并没有导致膜过度溶胀引起机械性能的大幅降低，兼具了良好的热稳定性和耐碱稳定性。

Method for constructing composite anion membrane by introducing binuclear morpholine ion liquid in pyridine functionalized polyvinyl alcohol

The invention relates to a method for constructing a composite anion membrane by introducing a binuclear morpholine ionic liquid in a pyridine functionalized polyvinyl alcohol. The twelve bromo alkane, intermediate morpholine, NaOH aqueous solution reaction under the condition of heating prepared with 1,4 dibromobutane reaction of bromo alkyl morpholine dual core twelve [Nbmd]Br, the drying after alkali treatment by alkaline ionic liquid [Nbmd]OH twelve alkyl morpholine binuclear. PVA powder and FP were dissolved under acidic conditions, the [Nbmd]OH into the solution and adding GA solution to the cross-linking reaction of casting solution. The casting method with the casting solution in a glass plate, drying at room temperature to obtain the PVA FP/[Nbmd]OH composite film. The invention ensures that the number of quaternary ammonium groups increases while the excessive swelling of the membrane does not lead to a substantial reduction in mechanical properties, and has good thermal stability and alkali resistance stability.

【技术实现步骤摘要】
一种在吡啶功能化聚乙烯醇中引入双核吗啉离子液体构筑复合阴离子膜的方法
本专利技术属于燃料电池
，涉及阴离子交换膜燃料电池的膜电解质制备技术，具体涉及一种在吡啶功能化聚乙烯醇中引入双核吗啉离子液体构筑复合阴离子膜的方法。
技术介绍
燃料电池是将化学能转化为电能的清洁能源装置，其中使用的固体聚合物膜电解质根据传导离子的不同可分为质子交换膜(PEM)和阴离子交换膜(AEM)两大类。阴离子交换膜需要在碱性环境中工作传输OH-离子来实现其导电性能，其在氧气还原和燃料氧化方面明显比质子膜燃料电池更容易进行。因此，阴离子交换膜的燃料电池具有更高的氧化效率，同时非贵金属催化剂的使用，大大降低了使用成本。鉴于此，国际上越来越多的研究者开始致力于高性能阴离子交换膜的制备研究。但令人遗憾的是，目前已经报道的燃料电池用阴离子交换膜在电导率和稳定性方面，仍然存在电导率不足和稳定性难以持久等问题，限制了其进一步的发展和商业化的进程。这些问题存在的主要原因是，通过接枝手段改善膜的电导率通常会引起膜的过度溶胀，导致其耐碱稳定性(Hoffmann降解、亲核取代反应)及机械性能大幅下降。接枝率及接枝位置的无法精准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在吡啶功能化聚乙烯醇中引入双核吗啉离子液体构筑复合阴离子膜的方法，其特征在于步骤如下：步骤（1）：将溴代十二烷，NaOH水溶液置于圆底烧瓶中，搅拌加热至40

【技术特征摘要】
1.一种在吡啶功能化聚乙烯醇中引入双核吗啉离子液体构筑复合阴离子膜的方法，其特征在于步骤如下：步骤（1）：将溴代十二烷，NaOH水溶液置于圆底烧瓶中，搅拌加热至40oC；另将吗啉水溶液预热至70oC后置入恒压滴液漏斗中，并将其缓慢滴入装有溴代十二烷和NaOH的圆底烧瓶中，加热至130oC持续搅拌7h；待反应产物冷却至室温后将其倒入分液漏斗中，得到上层液体即为中间体：十二烷基吗啉；步骤（2）：称取第一步制得的中间体于圆底烧瓶中，加入1,4-二溴丁烷，其中1,4-二溴丁烷与中间体十二烷基吗啉的摩尔比为1：2，在110oC下加热搅拌7h；将得到的黄色粘稠状液体置于50oC真空干燥箱干燥24h，得到溴代双核十二烷基吗啉[Nbmd]Br；称取适量[Nbmd]Br和KOH于锥形瓶中，然后加入过量无水乙醇溶液，室温搅拌48h，直至不再有白色沉淀析出为止；将产物离心处理除去白色固体KBr，剩余液体通过减压蒸馏除去溶剂乙醇，将得到的黄色粘稠液体置于80oC真空干燥箱中干燥48h，即得到双核吗啉碱性离子液体[Nbmd]OH；步骤（3）：称取PVA粉末溶于去离子水中，在95-100oC下加热搅拌至透明均一溶液，得到质量分数为6%的PVA储备液；将4甲酰基1甲基吡啶苯磺酸盐(FP)加入上述储备液中，并加入HCL(37wt.%)，室温下搅拌3h后，加热至50oC继续搅拌1h；待其冷却至室温后，将[Nbm...

【专利技术属性】
技术研发人员：王吉林，王一夫，王璐璐，封瑞江，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21