一种有机-有机杂化阴离子交换膜、制备方法和用途技术

技术编号:42371251 阅读:28 留言:0更新日期:2024-08-16 14:53
本发明专利技术涉及有机‑有机杂化阴离子交换膜,属于阴离子交换膜技术领域。本发明专利技术将采用有机‑有机杂化的方式制备复合膜,相较于无机材料的刚性结构,有机材料的柔性结构可以改善材料分散和减少膜表面缺陷。有机纳米管(ONT)因其化学稳定、无毒、易制备、原料廉价等特点在复合膜领域展现出了潜在应用价值。关键是,ONT尺寸为100‑200nm,与AEMs中纳米微相尺度相当,是进行分子水平“精确组装”和维护膜拓扑结构的理想填料(非随机分布);此外,ONT表面丰富的苄氯基团易于进行化学修饰,实现粒子与聚合物之间产生键合作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机-有机杂化阴离子交换膜,属于阴离子交换膜。


技术介绍

1、氢能的利用是实现能源转换的关键途径。燃料电池是氢能利用的关键技术,具有无污染,易搭建等优点。市面上常用的燃料电池为质子交换膜燃料电池。但阴离子交换膜燃料电池凭借电极氧化还原反应效率高、使用催化剂量少、可使用非贵金属催化剂等优点,近年来被广泛研究。其核心阴离子交换膜(aems)是催化剂的支撑体,为电极反应提供环境,隔离燃料,为氢氧根提供传输通道。而作为aemfc的关键组件,aems的性能成为aemfc应用的关键。目前,研究人员正致力于通过结构设计和材料改性来增强aem的性能。但在实际应用中,由于aems存在稳定性较差,离子电导率低的关键问题,阻碍了碱性燃料电池的商业化应用。

2、为了解决这一问题,研究者们采用了众多改性策略,如交联改性,功能基团改性,侧链改性和掺杂改性等。其中,将填料引入聚合物中制备复合膜一直是许多领域常用的方法,可以结合两种材料的优点[1][2][3]。arunkumar等人通过添加氧化石墨烯(go)纳米填料,提高了fumion膜的物理化学稳定性和电化学本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种有机-有机杂化阴离子交换膜,其特征在于,其是由有机纳米管与聚芳基哌啶进行共混或者交联后得到。

2.根据权利要求1所述的有机-有机杂化阴离子交换膜,其特征在于,所述的有机纳米管上经过了或者未经过季铵化处理,所述的聚芳基哌啶经过了或者未经过甲基化试剂的离子化处理。

3.根据权利要求1所述的有机-有机杂化阴离子交换膜,其特征在于,所述的有机纳米管在聚芳基哌啶中的重量百分比是0.1-5.0%;所述的聚芳基哌啶是由哌啶酮基单体与含芳环的单体经过聚合得到。

4.根据权利要求1所述的有机-有机杂化阴离子交换膜,其特征在于,所述的含芳基的单体选自联苯、五氟苯甲...

【技术特征摘要】

1.一种有机-有机杂化阴离子交换膜,其特征在于,其是由有机纳米管与聚芳基哌啶进行共混或者交联后得到。

2.根据权利要求1所述的有机-有机杂化阴离子交换膜,其特征在于,所述的有机纳米管上经过了或者未经过季铵化处理,所述的聚芳基哌啶经过了或者未经过甲基化试剂的离子化处理。

3.根据权利要求1所述的有机-有机杂化阴离子交换膜,其特征在于,所述的有机纳米管在聚芳基哌啶中的重量百分比是0.1-5.0%;所述的聚芳基哌啶是由哌啶酮基单体与含芳环的单体经过聚合得到。

4.根据权利要求1所述的有机-有机杂化阴离子交换膜,其特征在于,所述的含芳基的单体选自联苯、五氟苯甲醛、二氟环己酮、9-芴甲醇中的一种或几种;所述的哌啶酮基单体选自n-甲基-4-哌啶酮、n-乙基-4-哌啶酮、n-丙基-4-哌啶酮、n-异丙基-4-哌啶酮或者n-丁基-4-哌啶酮。

5.权利要求1所述的有机-有机杂化阴离子交换膜的制备方法,是通过共混法或者交联法所制备得到;

6.根据权利要求5所述的有机-有机杂化阴离子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤1-2中,有机纳米管在聚芳基哌啶中的重量百分比是0.1-5.0%,聚合物在有机溶剂中的重量百分比是1-10%;反应时间是10-100h;步骤2-2中,有机纳米管在聚芳基哌啶中的重量百分比是0.1-5.0%,聚合物在有机溶剂中的重量百分比是1-10%,甲基化试剂是碘甲烷,其用量是聚合物的重量的5-30%;第一次亲电取代反应中,聚芳基哌啶与甲基化试剂...

【专利技术属性】
技术研发人员:邹修洋杨定婷张艳赵宜江李梅生周守勇杨大伟张春
申请(专利权)人:淮阴师范学院
类型:发明
国别省市:

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