一种超交联结构离子交换膜材料及其制备方法和应用技术

技术编号:46291235 阅读:11 留言:0更新日期:2025-09-05 18:31
本发明专利技术公开一种超交联结构离子交换膜材料及其制备方法和应用,属于离子交换膜材料技术领域。首先在二氯甲烷中将羰基化合物、芳烃类化合物混合均匀,在酸性条件下进行聚合反应,通过季铵化的后处理改性方式,使其形成季铵盐阳离子基团,再通过流延法浇铸、蒸发成膜或卷对卷涂膜,得到离子交换膜最后将离子交换膜浸泡在AlCl3的卤代烷烃试剂中进行超交联处理后功能化,得到具有优异的离子传输能力、精确的选择透过性的阴离子交换膜。该系列膜在清洁能源领域应用中展现出优异的性能,为燃料电池、液流电池、碱性电解槽等提供高性能的膜材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于离子交换膜材料,具体涉及一种超交联结构离子交换膜材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、随着全球能源结构的转型和可再生能源的快速发展,风能、太阳能、氢能等清洁能源在能源消费中的比重不断提高。一方面人类需要开发新能源,另一方面则需要开发新型储能技术,将能量储存随时随地使用。在氢能开发利用方面,电解水制氢和氢燃料电池被认为是最有效的氢能开发利用方式,电解水制氢是将电能转化为氢能,氢燃料电池将氢能转化为电能,实现氢能的利用。在储能领域,液流电池可以将化学能转化为电能实现能源储存,有望能解决风能、潮汐能发电站等大型发电设备的能源储存问题。以上提到的三种技术,核心部件之一便是离子交换膜,起到隔绝电极、选择性透过离子进行化学反应从而发生能量转换的作用。离子交换膜的传导性、选择性、电池效率、膜电阻、极化行为、化学稳定性、机械稳定性等直接影响电池的效率和稳定性。离子交换膜的性能对燃料电池、电解槽和液流电池的影响包括电化学性能、稳定性和经济性。因此,开发高性能的离子交换膜是实现以液流电池为代表的清洁能源装置商业化的关键技术挑战之一。

2、然而,由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超交联结构离子交换膜材料,其特征在于,具有如下化学式:

2.根据权利要求1所述的超交联结构离子交换膜材料,其特征在于,具有微孔,所述微孔由疏水性烷基链形成的疏水相构成,膜厚度为30~60μm。

3.一种权利要求1或权利要求2所述的超交联结构离子交换膜材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的超交联结构离子交换膜材料的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中芳香烃化合物为对三联苯、联苯、间三联苯、联萘、萘、蒽、菲、芘中的一种或多种;羰基化合物为N-甲基-4-哌啶酮、3-奎宁环酮、2,2,2-三氟苯乙酮、N-乙基-4-哌啶酮、...

【技术特征摘要】

1.一种超交联结构离子交换膜材料,其特征在于,具有如下化学式:

2.根据权利要求1所述的超交联结构离子交换膜材料,其特征在于,具有微孔,所述微孔由疏水性烷基链形成的疏水相构成,膜厚度为30~60μm。

3.一种权利要求1或权利要求2所述的超交联结构离子交换膜材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的超交联结构离子交换膜材料的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中芳香烃化合物为对三联苯、联苯、间三联苯、联萘、萘、蒽、菲、芘中的一种或多种;羰基化合物为n-甲基-4-哌啶酮、3-奎宁环酮、2,2,2-三氟苯乙酮、n-乙基-4-哌啶酮、n-丙基-4-哌啶酮、n-异丙基-4-哌啶酮中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的超交联结构离子交换膜材料的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中,稠环芳烃与羰基化合物的摩尔比为1:(1~1.5),傅-克反应的反应温度为-5~5℃,反应时间为6~24小时。

6.根据权利要求3所述的超交联结构离子交换膜材料的制备方法,其特征在于,所述步骤s2中,甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员:金尚彬余心奥周齐
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:

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