CN101714638B - 一种阴离子电解质膜及其制备方法 - Google Patents

一种阴离子电解质膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101714638B
CN101714638B CN2009101176486A CN200910117648A CN101714638B CN 101714638 B CN101714638 B CN 101714638B CN 2009101176486 A CN2009101176486 A CN 2009101176486A CN 200910117648 A CN200910117648 A CN 200910117648A CN 101714638 B CN101714638 B CN 101714638B
Authority
CN
China
Prior art keywords
membrane
crosslinking agent
anion
film
prepare
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009101176486A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101714638A (zh
Inventor
史可人
姚惠琴
谷晓昱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningxia University
Original Assignee
Ningxia University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningxia University filed Critical Ningxia University
Priority to CN2009101176486A priority Critical patent/CN101714638B/zh
Publication of CN101714638A publication Critical patent/CN101714638A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101714638B publication Critical patent/CN101714638B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种阴离子电解质膜，是以PVBCl为基底，通过交联反应嫁接上导电基团OH-的离子膜，其比表面积为20-300m2/g，膜中阴离子交换容量0.008-0.016mol/g，所用交联剂为N(CH3)2-(CH2)n-N(CH3)2类化合物，n＝1-6。该膜的制备方法，采用L-S成膜法，其制备步骤为：1)用酯类有机溶剂溶解聚合物PVBCL，至溶液清澈透明为止，形成铸膜液；2)铸膜液中加入数滴交联剂，摇匀放置，至充分交联；3)将已准备好的载玻片置于水平桌面上，倒出上步溶液使其流延平铺于载玻片上，让溶剂充分挥发成膜；或用提拉机成膜；或用旋转制模仪成膜；4)将膜放入KOH水溶液中。

Description

一种阴离子电解质膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及有机化工中高分子聚合物及其制备方法，还属于用于甲醇燃料电池的电解质膜，特别是一种阴离子电解质膜及其制备方法。
背景技术：
碱性聚合物电解质主要由聚合物基体、碱(导电物质)和水组成，有些体系还加入了掺杂物，以改善膜的电化学性能。
可用来制备碱性聚合物电解质基体的材料很多，有PEO(聚环氧乙烯)、PVA(聚乙烯醇)、PAA(聚丙烯酸)、PECH(聚环氧氯丙烷)、PMA(聚丙烯酸甲酯)和PSA(聚丙烯酸钠)等，也可以用其中两者的共聚物或混合物作为电解质膜的基体。在上述材料中，有关PEO、PVA和PAA的研究最多。PEO是研究最早的聚合物基体材料，具有良好的机械成膜性能，但结晶度较高，室温离子电导率低(一般为10-4-10-3S/cm)，界面稳定性较差。以PAA为基体的聚合物电解质是一种凝胶态聚合物电解质，电化学性能和KOH溶液相似，是目前已有报道的电导率最高的聚合物电解质，但是该种聚合物电解质的含水量过高，机械性能较差。以PVA为基体的聚合物电解质有良好的电化学稳定性和成膜性能，离子电导率介于PAA基和PEO基聚合物电解质之间。
导电物质多用碱金属氢氧化物，如KOH、LiOH和NaOH等，其中KOH是最常用的，也是效果最好的导电物质。C.C.Yang等报道了KOH、LiOH和NaOH在PVA、PVA-PECH和PVA-TEAC(四乙基氯化铵)等三种聚合物电解质体系中的阴离子迁移数，结果表明：KOH在3种体系中的阴离子迁移数均高于LiOH和NaOH的，在PVA-TEAC体系中的阴离子迁移数最高(0.96-0.99)。C.C.Yang报道了PVA-KOH、PVA-NaOH和PVA-KOH-LiOH等三种碱性聚合物电解质的离子电导率，含KOH的碱性聚合物电解质的离子电导率最高。
1963年，Loeb和Sourirajan首次发明相转化制膜法(L-S制膜法)，从而使聚合物分离膜有了工业应用的价值。
采用碱性离子交换膜的碱性直接甲醇燃料电池(Alkaline Direct MethanolFuel Cell，ADMFC，又称直接甲醇碱性燃料电池DMAFC)初步显示出较好的性能指标，为DMFC的发展开辟出一条新路径。而碱性阴离子膜是碱性离子膜燃料电池的关键所在，它能提供OH-传导的通道，并为电池提供碱性环境。
早在五十年代初期，美国Du Pont公司就率先开始了含氟离子交换膜的研究。并将它用于宇宙开发计划中的燃料电池和水电解装置中，商品名称为Nafion，此后不久即用于食盐电解的研究中。从七十年代开始，日本的旭化成，旭硝子，德山曹达等公司也积极开展了全氟离子交换膜的应用研究，并开发了一系列新型的全氟系列的离子交换膜，Du Pont公司也在原有的基础上逐步发展，研制出了很多新型及特种用途的离子膜，特别是离子膜技术已成为食盐电解中的新一代技术，正逐步取代原有的隔膜法及水银法。我国从七十年代开始，也逐步着手于这方面的研究，并取得了一定的成果。但是，属于这一大家族中一员的阴离子型的离子交换膜的研究报道相对较少。
PVBCl(POLY(vinylbenzyl chloride)Mixture of 3-and 4-isomers)(聚乙烯苄基氯)为一种阴离子交换膜新的基材，探讨PVBCl阴离子交换膜的制备及性能具有十分重要的意义。
发明内容：
本发明的目的是克服现有技术之不足，提供一种阴离子电解质膜及其制备方法。
本发明的目的按照下述技术方案实现：
一种阴离子电解质膜，是以PVBCl为基底，通过交联反应嫁接上导电基团OH-的离子膜，其比表面积为20-300m2/g，膜中阴离子交换容量0.008-0.01mol/g，所用交联剂为N(CH3)2-(CH2)n-N(CH3)2类化合物，n＝1-6；
一种阴离子电解质膜的制备方法，采用L-S成膜法，其制备步骤为：
1)用酯类有机溶剂溶解聚合物PVBCL，至溶液清澈透明为止，形成铸膜液；
2)铸膜液中加入数滴交联剂，摇匀放置，至充分交联；
3)将已准备好的载玻片置于水平桌面上，倒出上步溶液使其流延平铺于载玻片上，让溶剂充分挥发成膜；或用提拉机成膜；或用旋转制模仪成膜；或用刮刀成膜；
4)将膜放入KOH水溶液中；
所述交联剂为N(CH3)2-(CH2)n-N(CH3)2类化合物，n＝1-6；
所述酯类有机溶剂是乙酸乙酯、乙酸丁酯或乙酸异辛酯；
所述交联剂的加入量为铸膜液重量的0.5-10wt％，交联时间为10分钟到48小时，温度为10-50℃
所述铸膜液的重量浓度为5-60wt％；
所述KOH水溶液的浓度为0.5-30mol/L；离子交换时间为12小时；交换容量稳定在0.008-0.016mol/g。
使用本发明的阴离子电解质膜，作为碱性直接甲醇燃料电池的关键部件，能起到传导氢氧根离子、分隔燃料和氧化剂的双重功能。在达到以上功能的前提下，本发明离子电解质膜的制备方法简单、成本低廉，同时具有较高的可操作性。制备出的膜有较高的玻璃化转变温度，良好的溶解性、成膜性、机械性能和化学稳定性。生产材料和生产工艺过程无毒害，绿色环保。本发明阴离子电解质膜所用刮刀、旋转制模仪和提拉机等成膜方法，对膜的机械性能以及形貌厚度等物理尺寸可控，并对膜的化学性能影响不大。
附图说明：
图1是本发明红外光谱仪测出的交联度(D)随反应时间的关系曲线；图中纵坐标是交联度(Degree of cross-linking(D))，横坐标是时间(小时)。
图2是本发明的成膜在KOH溶液中的OH-离子交换量与时间的关系曲线；图中纵坐标是KOH溶液中的OH-离子交换量(mol/g)，横坐标是时间(分钟)。
具体实施方式：
实施例1.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10℃，铸膜液浓度5wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)1-N(CH3)2交联后，交联剂用量0.1wt％，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度0.5mol/L，就可以制备出交联度40％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.01mol/g。
实施例2.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度20℃，铸膜液浓度10wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)1-N(CH3)2交联后，交联剂用量1wt％，交联时间5小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度10mol/L，就可以制备出交联度61％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.008mol/g。
实施例3.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度40℃，铸膜液浓度20wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)1-N(CH3)2交联后，交联剂用量5wt％，交联时间12小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度20mol/L，就可以制备出交联度62％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.009mol/g。
实施例4.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50℃，铸膜液浓度40wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)1-N(CH3)2交联后，交联剂用量10wt％，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度65％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.012mol/g。
实施例5.
选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10℃，铸膜液浓度5wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)1-N(CH3)2交联后，交联剂用量0.1wt％，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度0.5mol/L，就可以制备出交联度42％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.01mol/g。
实施例6.
选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50℃，铸膜液浓度60wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)1-N(CH3)2交联后，交联剂用量10wt％，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度64％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.008mol/g。
实施例7.
选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10℃，铸膜液浓度5wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)1-N(CH3)2交联后，交联剂用量0.1wt％，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度0.5mol/L，就可以制备出交联度50％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.011mol/g。
实施例8.
选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50℃，铸膜液浓度60wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)1-N(CH3)2交联后，交联剂用量10wt％，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度61％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.012mol/g。
实施例9.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10℃，铸膜液浓度5wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)2-N(CH3)2交联后，交联剂用量0.1wt％，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度0.5mol/L，就可以制备出交联度50％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.012mol/g。
实施例10.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度20℃，铸膜液浓度10wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)2-N(CH3)2交联后，交联剂用量1wt％，交联时间5小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度10mol/L，就可以制备出交联度65％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.01mol/g。
实施例11.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度40℃，铸膜液浓度20wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)2-N(CH3)2交联后，交联剂用量5wt％，交联时间12小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度20mol/L，就可以制备出交联度66％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.011mol/g。
实施例12.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50℃，铸膜液浓度40wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)2-N(CH3)2交联后，交联剂用量10wt％，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度65％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.009mol/g。
实施例13.
选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10℃，铸膜液浓度5wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)2-N(CH3)2交联后，交联剂用量0.1wt％，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度0.5mol/L，就可以制备出交联度38％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.011mol/g。
实施例14.
选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50℃，铸膜液浓度60wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)2-N(CH3)2交联后，交联剂用量10wt％，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度64％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.01mol/g。
实施例15.
选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10℃，铸膜液浓度5wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)2-N(CH3)2交联后，交联剂用量0.1wt％，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度0.5mol/L，就可以制备出交联度42％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.012mol/g。
实施例16.
选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50℃，铸膜液浓度60wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)2-N(CH3)2交联后，交联剂用量10wt％，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度62％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.009mol/g。
实施例17.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10℃，铸膜液浓度5wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)3-N(CH3)2交联后，交联剂用量0.1wt％，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度0.5mol/L，就可以制备出交联度70％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.01mol/g。
实施例18.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度20℃，铸膜液浓度10wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)3-N(CH3)2交联后，交联剂用量1wt％，交联时间5小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度10mol/L，就可以制备出交联度74％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.011mol/g。
实施例19.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度40℃，铸膜液浓度20wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)3-N(CH3)2交联后，交联剂用量5wt％，交联时间12小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度20mol/L，就可以制备出交联度76％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.015mol/g。
实施例20.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50℃，铸膜液浓度40wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)3-N(CH3)2交联后，交联剂用量10wt％，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度81％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.01mol/g。
实施例21.
选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10℃，铸膜液浓度5wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)3-N(CH3)2交联后，交联剂用量0.1wt％，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度0.5mol/L，就可以制备出交联度74％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.008mol/g。
实施例22.
选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50℃，铸膜液浓度60wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)3-N(CH3)2交联后，交联剂用量10wt％，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度82％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.009mol/g。
实施例23.
选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10℃，铸膜液浓度5wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)3-N(CH3)2交联后，交联剂用量0.1wt％，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度0.5mol/L，就可以制备出交联度72％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.01mol/g。
实施例24.
选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50℃，铸膜液浓度60wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)3-N(CH3)2交联后，交联剂用量10wt％，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度81％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.009mol/g。
实施例25.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10℃，铸膜液浓度5wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)4-N(CH3)2交联后，交联剂用量0.1wt％，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度0.5mol/L，就可以制备出交联度61％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.008mol/g。
实施例26.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度20℃，铸膜液浓度10wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)4-N(CH3)2交联后，交联剂用量1wt％，交联时间5小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度10mol/L，就可以制备出交联度75％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.01mol/g。
实施例27.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度40℃，铸膜液浓度20wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)4-N(CH3)2交联后，交联剂用量5wt％，交联时间12小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度20mol/L，就可以制备出交联度78％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.014mol/g。
实施例28.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50℃，铸膜液浓度40wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)4-N(CH3)2交联后，交联剂用量10wt％，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度85％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.016mol/g。
实施例29.
选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10℃，铸膜液浓度5wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)4-N(CH3)2交联后，交联剂用量0.1wt％，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度0.5mol/L，就可以制备出交联度61％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.01mol/g。
实施例30.
选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50℃，铸膜液浓度60wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)4-N(CH3)2交联后，交联剂用量10wt％，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度88％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.008mol/g。
实施例31.
选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10℃，铸膜液浓度5wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)4-N(CH3)2交联后，交联剂用量0.1wt％，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度0.5mol/L，就可以制备出交联度62％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.012mol/g。
实施例32.
选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50℃，铸膜液浓度60wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)4-N(CH3)2交联后，交联剂用量10wt％，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度87％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.008mol/g。
实施例33.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10℃，铸膜液浓度5wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)6-N(CH3)2交联后，交联剂用量0.1wt％，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度0.5mol/L，就可以制备出交联度50％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.008mol/g。
实施例34.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度20℃，铸膜液浓度10wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)6-N(CH3)2交联后，交联剂用量1wt％，交联时间5小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度10mol/L，就可以制备出交联度54％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.014mol/g。
实施例35.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度40℃，铸膜液浓度20wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)6-N(CH3)2交联后，交联剂用量5wt％，交联时间12小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度20mol/L，就可以制备出交联度58％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.01mol/g。
实施例36.
选取溶剂乙酸乙酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50℃，铸膜液浓度40wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)6-N(CH3)2交联后，交联剂用量10wt％，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度64％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.012mol/g。
实施例37.
选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10℃，铸膜液浓度5wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)6-N(CH3)2交联后，交联剂用量0.1wt％，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度0.5mol/L，就可以制备出交联度45％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.008mol/g。
实施例38.
选取溶剂乙酸丁酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50℃，铸膜液浓度60wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)6-N(CH3)2交联后，交联剂用量10wt％，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度63％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.01mol/g。
实施例39.
选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度10℃，铸膜液浓度5wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)6-N(CH3)2交联后，交联剂用量0.1wt％，交联时间1小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度0.5mol/L，就可以制备出交联度44％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.009mol/g。
实施例40.
选取溶剂乙酸异辛酯，采用L-S法及延流或提拉机或旋转制模仪或刮刀进行制备PVBCl膜，温度50℃，铸膜液浓度60wt％，用交联剂N(CH3)2-(CH2)6-N(CH3)2交联后，交联剂用量10wt％，交联时间48小时，隔绝空气，在强碱溶液中泡12小时，碱液浓度30mol/L，就可以制备出交联度62％的阴离子膜。膜中的阴离子交换容量达到0.009mol/g。

Claims (6)

1.一种阴离子电解质膜，是以PVBCl为基底，通过交联反应嫁接上导电基团OHˉ的离子膜，其比表面积为20–300 m2/g，膜中阴离子交换容量0.008–0.01 mol/g，所用交联剂为N(CH3)2-(CH2)n-N(CH3)2类化合物，n=1–6。
2.一种阴离子电解质膜的制备方法，采用L-S成膜法，即相转化制膜法，制备步骤为：
1）用酯类有机溶剂溶解聚合物PVBCl，至溶液清澈透明为止，形成铸膜液；
2）铸膜液中加入交联剂，摇匀放置，至充分交联, 所述交联剂为N(CH3)2-(CH2)n-N(CH3)2类化合物，n=1–6；
3) 将已准备好的载玻片置于水平桌面上，倒出上步溶液使其流延平铺于载玻片上，让溶剂充分挥发成膜；或用提拉机成膜；或用旋转制模仪成膜；或用刮刀成膜；
4) 将膜放入KOH水溶液中。
3.如权利要求2所述的阴离子电解质膜的制备方法，其特征在于所述酯类有机溶剂是乙酸乙酯、乙酸丁酯或乙酸异辛酯。
4.如权利要求2所述的阴离子电解质膜的制备方法，其特征在于所述交联剂的加入量为铸膜液重量的0.5–10 wt%，交联时间为10分钟至48小时，温度为10–50℃。
5.如权利要求2所述的阴离子电解质膜的制备方法，其特征在于所述铸膜液的重量浓度为5–60 wt%。
6.如权利要求2所述的阴离子电解质膜的制备方法，其特征在于所述KOH水溶液的浓度为0.5–30 mol/L；离子交换时间为12小时；交换容量稳定在0.008–0.016 mol/g。
CN2009101176486A 2009-12-07 2009-12-07 一种阴离子电解质膜及其制备方法 Expired - Fee Related CN101714638B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009101176486A CN101714638B (zh) 2009-12-07 2009-12-07 一种阴离子电解质膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009101176486A CN101714638B (zh) 2009-12-07 2009-12-07 一种阴离子电解质膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101714638A CN101714638A (zh) 2010-05-26
CN101714638B true CN101714638B (zh) 2012-01-18

Family

ID=42418041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009101176486A Expired - Fee Related CN101714638B (zh) 2009-12-07 2009-12-07 一种阴离子电解质膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101714638B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115873286B (zh) * 2022-12-14 2024-07-09 武汉轻工大学 一种半互穿网络阴离子交换膜及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101714638A (zh) 2010-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110903449B (zh) 一种靛红芳烃共聚物、制备方法及应用
CN110862516B (zh) 一种含Cardo结构靛红芳烃共聚物、制备方法及应用
CN1174510C (zh) 聚合物基氢氧化物导电膜
CN101617427B (zh) 高分子电解质组合物、高分子电解质膜、膜电极接合体及固体高分子电解质型燃料电池
TWI360556B (en) Polymer electrolyte, production process thereof an
CN101407625A (zh) 一种超支化聚醚型固体聚合物电解质及其制备方法
CN109280198A (zh) 一种侧基修饰无氧型聚合物阴离子交换膜及其制备方法
JP2010533222A (ja) 陰イオン交換膜およびポリマーイオノマーを含む電気化学的装置
WO2018214843A1 (zh) 一种脂基侧链水解的交联型多孔膜及其制备方法
CN111234240B (zh) 聚己内酯基超支化聚合物全固态电解质及锂离子电池
CN103840112A (zh) 一种pvdf-hfp基复合多孔聚合物隔膜及其制备方法
CN114702635B (zh) 席夫碱冠醚聚合物制备方法及其在阴离子交换膜中的应用
WO2008143303A1 (en) Polymer electrolyte composite film, membrane-electrode assembly and fuel cell
CN105702970B (zh) 碱性阴离子交换膜燃料电池用立体化树脂溶液的制备
CA2627887C (en) Method for manufacturing solid electrolyte with high ion-conductivity
CN106099176A (zh) 高比容量钠离子电池及其多孔Yolk‑shell结构碳/锡材料及制法
CN109810254A (zh) 离子交联型聚醚醚酮-聚醚砜聚合物及其合成方法和薄膜及该薄膜在盐差发电中的应用
CN100513467C (zh) 一种多孔型凝胶聚合物电解质薄膜及其制备方法
CN110581315A (zh) 一种高强度碱性聚合物电解质的制备方法
CN101714638B (zh) 一种阴离子电解质膜及其制备方法
US9379406B2 (en) Method for making anion electrolyte membrane
CN105017171A (zh) 苯并噁唑二胺及其共聚酰胺电解质的制备方法和应用
CN109216632A (zh) 一种多孔聚乙烯醇电池隔膜的制备方法
JP2010218742A (ja) 固体高分子電解質膜及び燃料電池
CN104681863A (zh) 低结晶多孔纳米纤维制备的凝胶型聚合物电解质骨架材料

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120118

Termination date: 20131207