一种基于聚芳醚砜的单片型双极膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于聚芳醚砜的单片型双极膜的制备方法。该双极膜一面的阳离子交换层含丙磺酸基团、另一面阴离子交换层含烷基咪唑基团，中间层由聚芳醚砜上的−NH<subgt;2</subgt;基团与FeCl<subgt;3</subgt;中Fe<supgt;3+</supgt;螯合构成。利用螯合作用构筑催化剂，以固定金属离子防止催化剂泄露，提高双极膜的稳定性。通过分别改变夹套反应器放入恒温水浴锅的设置温度、改变膜进行接枝反应的时间以及阴、阳层接枝功能小分子溶液调控阴、阳层的厚度。调整阳层接枝功能小分子溶液所用的质量体积分数来灵活调整Fe<supgt;3+</supgt;与−NH<subgt;2</subgt;的螯合量以对中间层厚度进行灵活调控。制备的单片型双极膜层与层之间结合紧密，无出现明显的“鼓泡”现象，表现出优异的化学、热和机械稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及离子交换膜领域，具体是一种基于聚芳醚砜的单片型双极膜的制备方法。

技术介绍

1、双极膜(bipolar membrane)是一类具有特殊类“三明治”结构的离子交换膜，由阴离子交换膜阳离子交换膜以及中间催化层三者复合而成(journal of physicalchemistry,1956,60(4)：435-439)。近几十年中，双极膜在电解水制氢、燃料电池、液流电池中有广阔的应用前景。研究表明，双极膜的水解离反应主要发生在双极膜的中间层，即双极膜的催化层，双极膜的催化层对水解离的效果起关键性的作用，双极膜界面催化剂主要包括金属配合物催化剂、金属氧化物或金属氢氧化物催化剂、金属有机框架(mofs)催化剂、氧化石墨烯和含有弱酸、弱碱官能团如氨基、磺酸基、季胺基的大分子物质。理想的双极膜的界面组成应该满足：(1)阴离子交换层与阳离子交换层之间不相互渗透且两膜层之间结合紧密，不易分层。(2)催化层的厚度小，有利于降低工作电压和降低能耗。(3)引入具有增强膜水解离效果的催化剂，增强水解离反应，提高水解离效率。双极膜界面层的构筑对双极膜的性能至关重要。主本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于聚芳醚砜的单片型双极膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的单片型双极膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的反应温度为100～180℃，反应时间为反应3～24h，高沸点极性非质子溶剂为N-甲基吡咯烷酮，用于沉淀的溶剂为异丙醇。

3.如权利要求1所述的单片型双极膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的聚芳醚砜的量为1～2g，溶剂的量为15～30mL，真空干燥温度为60～80℃，真空干燥时间为18～24h。

4.如权利要求1所述的单片型双极膜的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述恒温水浴锅的温度为60～90℃...

【技术特征摘要】

1.一种基于聚芳醚砜的单片型双极膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的单片型双极膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的反应温度为100～180℃，反应时间为反应3～24h，高沸点极性非质子溶剂为n-甲基吡咯烷酮，用于沉淀的溶剂为异丙醇。

3.如权利要求1所述的单片型双极膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的聚芳醚砜的量为1～2g，溶剂的量为15～30ml，真空干燥温度为60～80℃，真空干燥时间为18～24h。

4.如权利要求1所述的单片型双极膜的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述恒温水浴锅的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖俊斌，徐瑜，周仕裕，刘浩宇，沈江南，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：