一种具有纳米多孔结构的聚苯并咪唑膜及其制备方法技术

一种具有纳米多孔结构的聚苯并咪唑膜及其制备方法，属于特种高分子功能膜技术领域；其是将填料分散液加入到聚苯并咪唑溶液中，充分混合过滤后浇筑在干净玻璃板上，加热去除溶剂，在玻璃板上得到聚苯并咪唑膜；然后在刻蚀剂中浸泡一定时间，用沸水洗涤脱去残留刻蚀剂，烘干得到纳米多孔结构的聚苯并咪唑膜，其具有高磷酸掺杂水平和高质子传导率，可用于高温燃料电池。本发明专利技术以沸石咪唑酯骨架ZIFs系列材料为致孔剂，选用磷酸为刻蚀剂，在聚苯并咪唑膜中原位形成纳米孔结构，由于ZIFs材料可以通过调节咪唑配体的分子结构和金属离子的种类，得到不同的晶体尺寸和形貌，所制备的多孔膜孔尺寸、孔形貌、孔径分布以及孔的连通性均可以调控。

【技术实现步骤摘要】
一种具有纳米多孔结构的聚苯并咪唑膜及其制备方法
本专利技术属于特种高分子功能膜
，具体涉及一种具有纳米多孔结构的聚苯并咪唑膜及其制备方法。
技术介绍
纳米多孔聚合物膜具有比表面积大、密度小、稳定性高和加工性好的特点，兼具多孔膜和聚合物材料的双重优势，在吸附分离、微反应器、催化剂载体、传感器以及高温燃料电池质子交换膜领域有着广泛的应用。但目前的方法制备的多孔聚合物膜存在着孔径分布较宽、孔尺寸大小无法调控、制备过程繁琐以及排放废料污染环境的问题。聚苯并咪唑是一类主链重复单元中含有咪唑基团的杂环梯形聚合物，具有优异的稳定性、机械强度、以及耐化学腐蚀性。由于聚苯并咪唑的半梯形结构和主链中的咪唑氮原子的存在，属于玻璃态聚合物，链刚性较大，分解温度可达550℃，且主链含有咪唑基可同时作为质子供体和质子载体，广泛用于高温燃料电池质子交换膜领域。通常通过对聚苯并咪唑进行接枝、共聚、共混、交联或主链改性引入磺酸基或大体积侧基的方式来提高磷酸吸附量和质子传导率，这类改性方法大多繁琐，质子传导率提高有限，且使用的有机溶剂对环境造成污染，不利于产业化应用。目前制备多孔聚合物膜的常用方法有致孔剂致孔、溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有纳米多孔结构的聚苯并咪唑膜的制备方法，其步骤如下：1)将填料分散液加入到聚苯并咪唑溶液中，充分混合过滤后浇筑在干净玻璃板上，加热去除溶剂，在玻璃板上得到聚苯并咪唑膜；填料为咪唑氮原子与金属配位自组装形成的沸石咪唑酯骨架材料ZIFs系列ZIF‑N纳米粒子中的一种，N＝1～100，N为整数；聚苯并咪唑为mPBI、OPBI、pPBI、phPBI、SO3PBI、SO2PBI或F6PBI；2)将步骤1)所得到的聚苯并咪唑膜在刻蚀剂中浸泡一定时间，然后用沸水洗涤脱去残留刻蚀剂，烘干即得到纳米多孔结构的聚苯并咪唑膜；3)所制备的多孔聚苯并咪唑膜可用于高磷酸掺杂水平的高质子传导率的高温质子交换膜。

【技术特征摘要】
1.一种具有纳米多孔结构的聚苯并咪唑膜的制备方法，其步骤如下：1)将填料分散液加入到聚苯并咪唑溶液中，充分混合过滤后浇筑在干净玻璃板上，加热去除溶剂，在玻璃板上得到聚苯并咪唑膜；填料为咪唑氮原子与金属配位自组装形成的沸石咪唑酯骨架材料ZIFs系列ZIF-N纳米粒子中的一种，N＝1～100，N为整数；聚苯并咪唑为mPBI、OPBI、pPBI、phPBI、SO3PBI、SO2PBI或F6PBI；2)将步骤1)所得到的聚苯并咪唑膜在刻蚀剂中浸泡一定时间，然后用沸水洗涤脱去残留刻蚀剂，烘干即得到纳米多孔结构的聚苯并咪唑膜；3)所制备的多孔聚苯并咪唑膜可用于高磷酸掺杂水平的高质子传导率的高温质子交换膜。2.如权利要求1所述的一种具有纳米多孔结构的聚苯并咪唑膜的制备方法，其特征在于：步骤1)中填料分散液所使用的溶剂与聚苯并咪唑溶液所使用的溶剂相同，为N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上。3.如权利要求1所述的一种具有纳米多孔结构的聚苯并咪唑膜的制备方法，其特征在于：步骤1)中填料与聚苯并咪唑的质量和按100％计算，填料的质量百分含量为1～40％，其余为聚苯并咪唑。4.如权利要求1所述的一种具有纳米多孔结构的聚苯并咪唑膜的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佰军，张留夫，王鹏，李天洋，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22