一种采用非溶剂诱导相转化法制备基于聚苯并咪唑多孔聚合物离子交换膜的方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种采用非溶剂诱导相转化法制备基于聚苯并咪唑多孔聚合物离子交换膜的方法及其在碱性水电解槽中的应用，所述的多孔膜由带有苯并咪唑有机高分子聚合物的一种或多种为原料，通过非溶剂诱导相转化法制备而成。该类多孔膜不需要离子交换基团就可实现离子交换的传递。通过快速非溶剂诱导相转化法可制得高孔隙率、高溶剂吸收、电解质快速润湿和高机械强度的多孔膜。本发明专利技术制备的多孔膜通过碱掺杂后应用于碱性水电解槽中，表现出高的离子导电性和稳定的机械性能，在碱性水电解槽上具有非常好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种采用非溶剂诱导相转化法制备基于聚苯并咪唑多孔聚合物离子交换膜的方法及其应用
本专利技术属于碱性水电解槽
，涉及一种多孔聚合物离子交换膜材料，具体涉及一种采用非溶剂诱导相转化法制备基于聚苯并咪唑多孔聚合物离子交换膜的方法及其应用。
技术介绍
目前电化学储能技术(即通过电化学法分解水可以通过氢的形式储存可再生能源剩余电能)受到越来越多的关注(IEEE,2012,100,410)。基于全氟磺酸膜的质子交换膜(PEM)系统在高电流密度下运行可以产生高纯度的氢，但是受困于酸性环境下电极材料和催化剂的限制，阻碍了其无法大规模应用，使得人们开始转向深究传统的碱性水电解槽技术，在碱性条件下，相对容易发生的氧化还原反应促使有丰富且便宜的材料和催化剂供选择，这是大规模实现的一个重要方面。传统的碱性水电解槽是一种耐用和坚固的系统，已经在市场上销售了很长一段时间，但是传统的系统具有很高的内阻。因此，缩短电极间距离应是开发成本效益高、性能优良的先进碱性水电解槽的关键策略之(J.Electrochem.Soc.,2016,163,F3197)。实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用非溶剂诱导相转化法制备基于聚苯并咪唑多孔聚合物离子交换膜的方法，其特征在于包括以下步骤：/n(1)、将带有苯并咪唑结构有机高分子聚合物中的一种或多种为原料，将原料溶解在有机溶剂中，在温度为5～300℃下充分搅拌0.5～24h，制得原料完全溶解的铸膜液溶液，铸膜液溶液静置脱泡处理，铸膜液溶液中有机高分子聚合物浓度为1～70wt％；/n(2)、将步骤(1)制备的铸膜液溶液倾倒在无纺布基底上，或者直接倾倒在干净平整的玻璃板上，用刮刀将铸膜液溶液刮成液膜；/n(3)、常压下，将步骤(2)制备的液膜浸入一种与步骤(1)中有机溶剂互溶而与铸膜液溶液中有机高分子聚合物不互溶的溶剂中进行凝固浴，完...

【技术特征摘要】
1.一种采用非溶剂诱导相转化法制备基于聚苯并咪唑多孔聚合物离子交换膜的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)、将带有苯并咪唑结构有机高分子聚合物中的一种或多种为原料，将原料溶解在有机溶剂中，在温度为5～300℃下充分搅拌0.5～24h，制得原料完全溶解的铸膜液溶液，铸膜液溶液静置脱泡处理，铸膜液溶液中有机高分子聚合物浓度为1～70wt％；
(2)、将步骤(1)制备的铸膜液溶液倾倒在无纺布基底上，或者直接倾倒在干净平整的玻璃板上，用刮刀将铸膜液溶液刮成液膜；
(3)、常压下，将步骤(2)制备的液膜浸入一种与步骤(1)中有机溶剂互溶而与铸膜液溶液中有机高分子聚合物不互溶的溶剂中进行凝固浴，完成液膜由液相至固相的相转化过程，制得聚合物薄膜；
(4)、首先，将步骤(3)制备的聚合物薄膜于0-100℃条件下置于去离子水中浸泡0.1-24小时；然后，将残留的溶剂洗去；最后，聚合物薄膜先在室温条件下干燥24小时，然后在80℃真空条件下干燥12小时，制得基于聚苯并咪唑的多孔聚合物离子交换膜，其化学结构通式如下：



所述多孔聚合物离子交换膜的聚合物为均聚物或无规共聚物，式中n代表聚合度，n为10-200的正整数，重均分子量在5000-800000之间；式中R的结构为多不规则的大体积基团处于主链，-R-代表下述结构中的一种或多种：





2.根据权利要求1所述的一种采用非溶剂诱导相转化法制备基于聚苯并咪唑多孔聚合物离子交换膜的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李南文，胡旭，黄瑛达，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：山西;14