一种含有亲水离子筛分微孔的离子交换膜制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含有亲水离子筛分微孔的离子交换膜制备方法，属于离子交换膜技术领域。本发明专利技术首先将具有阳离子交换功能和良好溶解性的硫酸酯基聚合物通过溶液浇铸制备致密均质膜，再将膜在碱性条件下水解，其中硫酸酯基团作为离去位点，水解后转变为尺寸更小的羟基，在膜中产生微孔。本发明专利技术制备的亲水离子筛分微孔膜含有大量孔径分布为的微孔，可以有效筛分水合钒离子与水合氢质子，实现高的氢质子与钒离子选择透过性。应用于全钒液流电池，可以实现高能量密度、低放电容量衰减率。低放电容量衰减率。低放电容量衰减率。

【技术实现步骤摘要】
一种含有亲水离子筛分微孔的离子交换膜制备方法


[0001]本专利技术属于离子交换膜
，涉及一种离子筛分微孔膜的制备方法，其离子筛分微孔通道由功能基团水解而成。先采用溶液浇铸成致密均质膜，然后将膜放置于碱性环境下进行水解，在膜中形成多级微孔，可以显著提升氢质子与钒离子的离子筛分选择性。

技术介绍

[0002]多孔离子交换膜可以利用离子交换膜的膜孔，选择性地传递氢质子、阻隔其他种类阳离子渗透，并分隔阴、阳两极电解液，广泛应用于液流电池、非水电解质二次电池等新能源领域。在全钒液流电池工作中，要求微孔聚合物的离子交换膜具有高H
+
/V
n+
离子选择性，从而降低钒离子渗透率，提升质子传导率，以获得更高的液流电池性能。
[0003]多孔离子交换膜利用其孔道结构形成离子筛分传递通道，具有高氢质子传导率、低钒离子渗透率的优势，是液流电池提高电解质膜H
+
/V
n+
离子选择性的有效方法。ChemElectroChem 4(2017)2184利用DFT模拟手段从理论上证明孔径为是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有亲水离子筛分微孔的离子交换膜制备方法，其特征在于：是将含有离子交换基团的聚合物膜材料通过溶液浇铸法制成致密均质膜，再将膜放置于碱性条件下进行水解，使离子交换基团转变为尺寸更小的羟基，在膜中产生微孔；然后将膜水洗至中性，并烘干，使用前酸化处理；所述的亲水离子筛分微孔，是指具有从微孔到大孔的多级孔结构，孔径分布为孔隙率为20
‑
84％；所述的含有离子交换基团的聚合物膜材料，是指含有硫酸酯基的功能化材料；所述的碱性条件下水解，指将硫酸酯基离子交换致密均质膜放入0.5
‑
5mol L
‑1的碱溶液中，在40
‑
100℃的条件下加热6
‑
24小时，使硫酸酯基团转变为羟基，产生亲水离子筛分微孔。2.根据权利要求1所述的一种含有亲水离子筛分微孔的离子交换膜制备方法，其特征在于：含有硫酸酯基的功能化材料为硫酸酯基功能化聚苯并咪唑，制备过程：通过聚苯并咪唑在二甲基亚砜剂中与碳酸钾在60
‑
80℃条件下反应1
‑
5小时后，再将混合溶液与1,3,2
‑
二噁唑噻吩
‑
2,2
‑
二氧化物或1,3
‑
丙二醇环硫酸酯在20
‑
40℃条件下反应6
‑
24小时，制备离子交换容量为0.5
‑
3.0mmol g
‑1的硫酸酯基功能化聚苯并咪唑，制得的硫酸酯基功能化聚苯并咪唑可以在膜中形成亲水离子簇结构。3.根据权利要求2所述的一种含有亲水离子筛分微孔的离子交换膜制备方法，其特征在于：在制备硫酸酯基功能化聚苯并咪唑的过程中，聚苯并咪唑与碳酸钾的添加摩尔之比为1:1
‑
1:10；聚苯并咪唑与1,3,2
‑
二噁唑噻吩
‑
2,2
‑
二氧化物或1,3
‑
丙二醇环硫酸酯的添加摩尔之比为1:1
‑
1:10。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴雪梅，贺高红，逄博，陈婉婷，李甜甜，焉晓明，崔福军，李祥村，姜晓滨，肖武，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：