基于热分解侧链结构调控的聚合物多孔膜及其制法与应用制造技术

技术编号:40840419 阅读:17 留言:0更新日期:2024-04-01 15:06
本发明专利技术公开了一种基于热分解侧链结构调控的聚合物多孔膜及其制法与应用。所述制法包括:在保护性气氛中,使包含聚苯并咪唑材料、溶剂、缚酸剂和侧链单体的混合反应体系进行反应,制得侧链功能化聚苯并咪唑材料;将其与极性溶剂混合,并施加于基材上成膜,之后加热使部分侧链被分解,制得基于热分解侧链结构调控的聚合物多孔膜。本发明专利技术的制备方法通过热分解去除侧链,实现膜的厚度可控、孔径均匀可调、且均匀分布,同时通过调控聚合物热分解侧链模板种类和添加量,能够实现对不同离子选择性传导;所制备的聚合物多孔膜兼具高离子传导率、高离子选择性和高稳定性,适合于燃料电池、液流电池、电解水制氢等电化学器件的应用要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于离子交换膜,涉及一种聚合物多孔膜及其制备方法,具体涉及一种基于热分解侧链结构调控的聚合物多孔膜及其制备方法与应用。


技术介绍

1、可再生能源的利用需要大规模的高效能源储存和转换技术,例如液流电池、燃料电池和电解水制氢装置。在这些电化学装置中,膜是选择性传导特定离子,以获得高功率密度、高效率的关键部件。尽管商业化的全氟磺酸膜具有高离子传导性和良好的化学稳定性,但低离子选择渗透性和高成本是其应用的显著缺点。解决该问题的一种有效方法是设计具有高离子选择性传导的碳氢化合物聚合物作为替代膜材料。离子通过碳氢化合物聚合物膜的传导是由微观结构决定的。通过调节疏水性聚合物主链和亲水性基团,可以对磺化或/和季铵化聚合物的结构进行特定设计,以构建基于微相分离结构的离子传导通道。然而,对于该类聚合物膜来说,离子传导率的提高通常伴随着离子选择性的降低和化学稳定性降低,难以满足电池应用需要。多孔结构也可以作为离子传导通道,通过调节膜内孔径大小及其分布、电荷性,可以允许膜中离子选择性传导,但是孔结构精确控制仍然是其应用的挑战。为了解决这些限制,迫切需要设计新的聚合物膜来本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于热分解侧链结构调控的聚合物多孔膜的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,包括:在保护性气氛中,将聚苯并咪唑材料充分溶解于溶剂中,再加入缚酸剂和侧链单体进行反应,反应结束后,将所获产物用沉淀剂析出,之后以洗涤剂进行洗涤,干燥,制得所述侧链功能化聚苯并咪唑材料。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:所述聚苯并咪唑材料的结构式如式(I)~式(III)中至少任一者所示:

4.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:所述侧链功能化聚苯并咪唑材料的结构式如式(IV)、式(V)或式(VI)中至少任...

【技术特征摘要】

1.一种基于热分解侧链结构调控的聚合物多孔膜的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,包括:在保护性气氛中,将聚苯并咪唑材料充分溶解于溶剂中,再加入缚酸剂和侧链单体进行反应,反应结束后,将所获产物用沉淀剂析出,之后以洗涤剂进行洗涤,干燥,制得所述侧链功能化聚苯并咪唑材料。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:所述聚苯并咪唑材料的结构式如式(i)~式(iii)中至少任一者所示:

4.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:所述侧链功能化聚苯并咪唑材料的结构式如式(iv)、式(v)或式(vi)中至少任一种所示:

5.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:所述溶剂包括二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺中的任意一种或两种以上的组合;

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【专利技术属性】
技术研发人员:胡磊王荣刚宫博郭天水周俊鹏
申请(专利权)人:苏州天华新能源科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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