一种基于离子液体交联剂的阴离子交换膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于离子液体交联剂的阴离子交换膜及其制备方法，采用原位聚合的方法将离子液体交联剂、单体引发聚合成膜，然后通过阴离子交换，制备可用于碱性燃料电池的阴离子交换膜。本发明专利技术方法简便，高效，原料成本低，对环境和人体危害小，离子液体在阴离子交换膜中不仅起到离子导电的作用，还能够提高阴离子交换膜的机械性能，避免了其他交联剂的使用。所得到的这种基于离子液体交联剂的阴离子交换膜热稳定性好，具有较高的电导率，并且在强碱溶液中有很好的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种阴离子交换膜，尤其涉及。
技术介绍
阴离子交换膜已经广泛应用于水处理，湿法冶金，化学分离以及碱性燃料电池等工业领域。传统的聚合物阴离子交换膜热稳定性和化学稳定性都较低，在高温或者碱性条件下，聚合物中的季铵基团很容易发生降解，导致离子交换容量下降，从而导电性能会大大下降，进而导致碱性燃料电池下降。中国专利技术专利CN101844042A公开的一种基于离子液体的阴离子交换膜的制备方 法在反应器中加入咪唑型离子液体、丙烯酸酯类单体、溶剂、引发剂，通过加热聚合、分离得到聚合物，将得到的聚合物通过相转化法成膜，得到阴离子交换膜。该方法避免了传统阴离子交换膜制备过程中剧毒物质氯甲醚的使用，使得制备过程更简单安全。但是由于该方法制备的阴离子交换膜是脂肪族聚合物主链，在使用过程中会过度溶胀，尺寸稳定性和机械性能较差。另外，上述方法在聚合、成膜过程中都有溶剂的使用，溶剂的使用使得阴离子交换膜的制备过程复杂，生产成本增加，同时对环境也造成一定的危害。交联是提高阴离子交换膜综合性能的有效方法。通常增加交联剂的含量，会使膜的交联度增大，提高膜的力学强度和热稳定性。中国专利技术专利CN101234307A公开了一种有机-无机杂化阴离子交换膜的制备方法，将带苄基氯小分子和带烷氧基硅烷的小分子共聚，加入小分子硅烷，再进行季铵化和溶胶-凝胶反应，涂膜得到有机-无机杂化的阴离子交换膜。该方法制备的膜具有较高的离子交换容量，由于形成Si-O-Si网络交联结构，该膜具有良好的热稳定性，但由于这种交联同时降低了膜的亲水性，降低了膜的柔韧性，同时也降低了膜的电导率。中国专利技术专利申请CN102050911A公开了一种新型的基于离子液体的用于碱性燃料电池的聚合物阴离子交换膜，采用原位聚合的方法制备了聚合物阴离子交换膜，制备过程简单，避免了有机溶剂的使用，膜的厚度易于调控，通过引入交联剂二乙烯基苯来调节阴离子交换膜的吸水率和溶胀度，提高聚合物阴离子膜的机械性能。但是交联剂二乙烯基苯的加入也使得聚合物阴离子膜的结构更复杂。并且二乙烯基苯本身没有离子交换的能力，它的加入虽然能提高膜的机械性能但也降低了膜的电导率。优良的碱性燃料电池用聚合物阴离子交换膜除了要具备良好的机械性能、热稳定性和化学稳定性之外，还要有较高的电导率和耐碱性。然而，传统的季铵盐型聚合物阴离子交换膜热稳定性和化学稳定性较差。季铵基团在碱性溶液中稳定性差，使得阴离子交换膜的性能大大下降。因此开发合成性能良好的聚合物阴离子交换膜材料成为人们研究的热点
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是提供一种性能良好的新型基于离子液体交联剂的阴离子交换膜及其制备方法，以避免传统的聚合物阴离子交换膜制备过程中氯甲醚的使用，同时避免溶液浇铸成膜法制备阴离子交换膜过程中有机溶剂的使用，并且不需要添加额外的交联剂来提高膜的机械性能，克服季铵盐型聚合物阴离子交换膜化学稳定性较差等问题。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是一种基于离子液体交联剂的阴离子交换膜，结构如下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子液体交联剂，其特征在于，化学结构式如下2.一种基于权利要求I所述离子液体交联剂的阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)将单体、离子液体交联剂、引发剂以重量比为30 9070 10 :1 6混合，将混合液在超声波震荡下混合均匀，进行原位聚合制备聚合物阴离子交换膜； (2)将制备的阴离子交换膜浸泡在碱液中进行阴离子交换； 其中，所述单体选自丙烯腈、苯乙烯、α-甲基苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：严锋，林本才，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：