一种氢键自交联型磺化聚酰亚胺膜及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种氢键自交联型磺化聚酰亚胺膜，包括非端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物与端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物，所述非端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物与端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物之间通过氢键交联，所述非端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物与端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物的质量比为1：0.25～4。本发明专利技术还相应提供一种上述膜的制备方法。本发明专利技术中的氢键自交联型磺化聚酰亚胺膜不仅具有杰出的离子交换容量，而且还具有优异的阻钒和质子选择性能。将本发明专利技术制备的隔膜运用于全钒液流电池中，可以有效地提升电池的效率，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种氢键自交联型磺化聚酰亚胺膜及其制备方法、应用
本专利技术属于电池隔膜领域，尤其涉及一种磺化聚酰亚胺膜及其制备方法和应用。
技术介绍
随着人类对不可再生资源的大量使用所产生的污染已成为大气污染的主要来源，因此，可再生能源的利用得到了世界各国的高度重视。但是，可再生能源发电过程具有明显的不连续性和不稳定性，并且容易受发电时间、昼夜、季节等因素的影响。配备高效的储能装置是解决可再生能源发电非稳态特性的重要手段。全钒液流电池是一种新型绿色电池，具有容量和功率可调、大电流无损深度放电、运行安全、易操作和维护、使用寿命长、无环境污染等特点，可被应用于可再生能源的储能设备、应急电源系统、电网的调峰调频等众多领域。隔膜作为全钒液流电池的关键材料之一，其性能直接影响着电池的性能、寿命及成本。理想的隔膜材料须具备以下特点：(1)在强酸和强氧化性环境下，具有杰出的化学稳定性；(2)具有良好的离子选择性，即具有低的钒离子渗透率和高的离子传导能力，从而提高电池的效率；(3)具有良好的机械性能；(4)具有较低的成本。因此，隔膜的理化性能(例如：离子传导能力、阻钒性能、化学稳定性和机械强度等)和成本直接决定着本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢键自交联型磺化聚酰亚胺膜，其特征在于，包括非端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物与端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物，所述非端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物与端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物之间通过氢键交联，所述非端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物与端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物的质量比为1：0.25～4。

【技术特征摘要】
1.一种氢键自交联型磺化聚酰亚胺膜，其特征在于，包括非端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物与端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物，所述非端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物与端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物之间通过氢键交联，所述非端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物与端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物的质量比为1：0.25～4。2.根据权利要求1所述的氢键自交联型磺化聚酰亚胺膜，其特征在于，所述非端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物与端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物之间通过氢键无序交联。3.根据权利要求1或2所述的氢键自交联型磺化聚酰亚胺膜，其特征在于，所述氢键自交联型磺化聚酰亚胺膜的厚度为30～65μm。4.一种如权利要求1～3中任一项所述的氢键自交联型磺化聚酰亚胺膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过高温缩聚法制备非端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物与端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物；(2)将步骤(1)中制得的非端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物与端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物溶解于有机溶剂中，配制成高分子聚合物溶液，混合搅拌均匀，流延成膜，再经干燥、浸泡、洗涤，即制得所述氢键自交联型磺化聚酰亚胺膜。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，高温缩聚法为将二胺单体与二酐单体进行脱水缩聚反应，且制备所述非端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物与端氨基型磺化聚酰亚胺高分子聚合物时所用到的二胺单体与二酐单体相同。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述二胺单体为2,2'-双磺酸联苯胺和4,4'-二氨基二苯醚，所述二酐单体为1,4,5,8-萘四甲酸二酐；所述脱水缩聚反应的具体过程包括以下步骤：(a)在氮气或氩气中，将2,2'-双磺酸联苯胺、间甲基苯酚和三乙胺混合搅拌溶解，加入4,4'-二氨基二苯醚固体物溶解，再加入1,4,5,8-萘四甲酸二酐和苯甲酸，将温度升至70～100℃，反应2～6h，再升温至160～200℃，反应10～30h；(b)反应体系冷却到90℃以下后，加入稀释剂，继续搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘素琴，李劲超，袁修贵，袁晓东，李爱魁，
申请(专利权)人：中南大学，国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43