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一种含超长柔性烷基侧链结构的阴离子交换膜材料及其制备方法和应用技术

技术编号:40806686 阅读:31 留言:0更新日期:2024-03-28 19:30
本发明专利技术属于离子交换膜技术领域,具体涉及一种含超长柔性烷基侧链结构的阴离子交换膜材料及其制备方法和应用,通过超酸催化的傅克缩聚反应合成了聚联苯哌啶作为稳定的无氧主链,同时通过Menshutkin反应将十八烷基侧链连接到上述无氧主链上并进行季铵化。局部超长疏水性烷基侧链的引入,不仅可以提高疏水区域的相互缠结能力,改善膜的尺寸稳定性,还能进一步提高阴离子交换膜中亲水/疏水区域的区别,促进膜材料形成较好的相分离形态结构,从而改善膜的离子传导率,可用于电解水制氢。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于离子交换膜,具体涉及一种含超长柔性烷基侧链结构的阴离子交换膜材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、氢气因其清洁无污染、热量高等优点,被认为是理想的清洁能源。电解水制氢技术具有绿色环保,产品纯度高等优点,是目前重要的绿氢制备手段。低温电解水制氢已形成碱性溶液电解水、质子交换膜电解水和阴离子交换膜电解水三类技术。阴离子交换膜电解水因其允许在阳极使用非贵金属氧化物做催化剂,极大地降低了成本,受到研究人员的广泛关注。其中,阴离子交换膜是电解水的重要组成部分,在电解过程中起到传导氢氧根离子,阻隔阴阳极燃料和产生的气体的作用。

2、阴离子交换膜由聚合物骨架和连接在骨架上的阳离子功能基团组成。迄今为止,聚苯醚、聚砜等已经被广泛用作阴离子交换膜的骨架。然而,骨架中含有杂原子在碱性条件下更容易受到氢氧根离子的攻击,导致骨架降解并降低化学和机械稳定性。而聚芳基哌啶因其化学结构以芳香环为主,表现出优异的化学稳定性,因此以聚芳基哌啶为无氧主链的阴离子交换膜可在酸碱等腐蚀性的环境中工作。

3、然而,由于该类无氧主链中哌啶离子是直接连接在聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种含超长柔性烷基侧链结构的阴离子交换膜材料,其特征在于:所述阴离子交换膜材料的分子结构为

2.一种含超长柔性烷基侧链结构的阴离子交换膜材料的制备方法,其特征在于:所述制备方法为,

3.如权利要求2所述的含超长柔性烷基侧链结构的阴离子交换膜材料的制备方法,其特征在于:所述聚联苯哌啶共聚物制备方法为,将联苯、1-甲基-4-哌啶酮溶解于二氯甲烷中,在冰浴条件下向其中缓慢加入三氟甲磺酸,加入完毕后,将所得的混合体系在冰浴条件下反应一段时间后,于甲醇中沉降,分离出所得沉降物并用去离子水洗涤至洗出液为中性后,干燥。

4.如权利要求3所述的含超长柔性烷基侧链结...

【技术特征摘要】

1.一种含超长柔性烷基侧链结构的阴离子交换膜材料,其特征在于:所述阴离子交换膜材料的分子结构为

2.一种含超长柔性烷基侧链结构的阴离子交换膜材料的制备方法,其特征在于:所述制备方法为,

3.如权利要求2所述的含超长柔性烷基侧链结构的阴离子交换膜材料的制备方法,其特征在于:所述聚联苯哌啶共聚物制备方法为,将联苯、1-甲基-4-哌啶酮溶解于二氯甲烷中,在冰浴条件下向其中缓慢加入三氟甲磺酸,加入完毕后,将所得的混合体系在冰浴条件下反应一段时间后,于甲醇中沉降,分离出所得沉降物并用去离子水洗涤至洗出液为中性后,干燥。

4.如权利要求3所述的含超长柔性烷基侧链结构的阴离子交换膜材料的制备方法,其特征在于:所述联苯和所述1-甲基-4-哌啶酮的摩尔比为1:1.05~1:1.5。

5.如权利要求3所述的含超长柔性烷基侧链结构的阴离子交换膜材料的制备方法,其特征在于:所述三氟甲磺酸和所述1-甲基-4-哌啶酮的摩尔比为7:1~10:1...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪称意张晓静陈可欣钱佳锋赵晓燕张兰芬朱婧
申请(专利权)人:常州大学
类型:发明
国别省市:

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