CN113416297B - 一种超高分子量的阴离子交换膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种超高分子量的阴离子交换膜及其制备方法和应用。该超高分子量的阴离子聚合物具有如下重复单元：
Figure DDA0003105374410000011
本发明还提供了上述超高分子量的阴离子聚合物的制备方法，以及利用上述阴离子聚合物制备得到阴离子交换膜和碱性阴离子交换膜。本发明的交换膜是基于哌啶鎓盐的超高分子量聚合物阴离子交换膜，其具有高离子电导率以及高耐碱稳定性，可以作为碱性燃料电池的交换膜。

Description

一种超高分子量的阴离子交换膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种离子交换膜，尤其涉及一种超高分子量的阴离子交换膜，属于离子聚合物材料领域。
背景技术
为了应对化石燃料过度使用导致的环境污染和温室气体排放等问题，碱性氢氧燃料电池作为一种可以达到零碳排放的新型清洁能源器件而受到青睐。
阴离子交换膜(AEMs)作为碱性燃料电池的核心部件，对电池性能方面起着至关重要的作用。AEMs的主要功能是将阴极产生的氢氧根离子输送到阳极，氢氧根离子与燃料发生电化学反应释放电子，同时还充当两个电极之间的隔板，防止燃料渗透和短路的发生。理想的AEMs应该具有优异的氢氧根离子传导能力、在高温碱性条件下优异的化学稳定性、良好的机械强度、较低的气体渗透和较低的传输阻力等性能。
常见的商业聚合物，例如聚苯醚(PPOs)，聚芳醚砜(PAESs)，聚芳醚酮(PAEKs)可以用作AEMs的聚合物骨架结构。然而PPOs和PAES中聚合物链中的苯醚键易受到氢氧根离子的进攻，导致聚合物主链结构降解，使得聚合物稳定性下降，且在燃料电池的膜电极制备和长期使用过程中，膜容易受到挤压出现空隙或裂纹，导致电池无法正常工作。因此，具有高化学稳定性和较好的机械强度的AEMs是碱性燃料电池大规模应用的保障。
不含芳醚键的聚芳烃类聚合物主链可以避免氢氧根离子进攻而导致聚合物降解的问题，可以显著提高主链结构的稳定性。Miyatake等人(ACS Omega 2018,3,16143-16149)开发了一系列季铵化聚(亚苯基亚烷基)共聚物，所获得的AEM与所制备的共聚物在碱性条件下保持其氢氧根离子导电性。然而，昂贵的金属催化剂Ni(COD)2以及无水无氧的操作环境直接导致聚(亚苯基亚烷基)共聚物高昂的价格以及难以大规模的制备。
AEMs的离子传导能力主要来自于阳离子官能团。不过，AEMs长期处于高温高碱性环境下，氢氧根离子进攻阳离子官能团，引起阳离子降解，常见的降解反应机理包括α-碳原子上的亲核取代，霍夫曼β-消除反应和不同的重排反应。尽管已研究了许多类型的阳离子(例如，季铵盐，咪唑鎓盐，苯并咪唑鎓盐，吡啶鎓，季磷鎓盐，吡咯烷鎓阳离子)，但是仍然难以确定一种具有高碱性稳定性的阳离子满足实际的需求。因此开发合成出用于碱性燃料电池的聚合物阴离子交换膜材料成为人们研究的热点。
近年来，已经开发出一系列基于芳醚骨架结构的阴离子交换膜材料用于碱性燃料电池。基于芳醚骨架结构的阴离子交换膜常用于科研与生产，然而仍会在碱性环境下发生降解情况，国内外尚无将无芳醚结构聚合物整合具有较好耐碱稳定性的阳离子制备出具有高离子电导率与较好耐碱稳定性阴离子交换膜的报道。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具有超高分子量、高离子电导率以及高耐碱稳定性的阴离子交换膜材料。
为了实现上述技术目的，本发明首先提供了一种超高分子量的阴离子聚合物，该超高分子量的阴离子聚合物具有如下重复单元：
Figure BDA0003105374390000021
其中，n为1-7的整数；
x+y＝2500-4000；
R1为C1-C8的烷基；
C为
Figure BDA0003105374390000022
中的一种；
X选自I、Br、Cl、SCN、BF4、NO3、PF6、CF3SO3、N(CN)2、[N(SO2CF3)2]、OH中的一种；
Ar1选自以下结构式表示的基团中的一种：
Figure BDA0003105374390000031
Ar2选自以下结构式表示的基团中的一种：
Figure BDA0003105374390000032
本发明的超高分子量的阴离子聚合物属于一种无芳醚骨架的聚合物材料，由其制备的阴离子交换膜具有较高的离子电导率与耐碱稳定性，且机械强度好。本发明的离子交换膜克服了苯醚类聚合物阴离子交换膜化学稳定性较差的问题，同时超高分子量(35万-50万)有利于制备出机械性能优异的膜，避免了传统的聚合物阴离子交换膜长期使用过程中出现降解甚至破裂的情况。
为了实现上述技术目的，本发明还提供了上述超高分子量的阴离子聚合物的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
将1,4-二甲氧基苯、对甲酰基苯甲酸甲酯和甲基磺酸溶于无水溶剂中，在0℃-40℃下聚合反应12h-24h，得到共聚物；
将共聚物溶于四氢呋喃中，在氮气氛围中、0℃-60℃下，加入氢化铝锂反应12h-24h，得到羟基化共聚物；
将羟基化共聚物溶于N,N-二甲基甲酰胺中，加入氯化亚砜，在50℃-80℃进行亲核取代反应12h-24h，得到氯化共聚物；
将氯化共聚物与N-甲基哌啶溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在50℃-80℃反应24h-36h，通过浇注成膜，得到超高分子量的阴离子聚合物。
在本发明的一具体实施方式中，1,4-二甲氧基苯、对甲酰基苯甲酸甲酯的混合摩尔比为1.0:(0.9-1.2)；其中，共聚物、氢化铝锂的混合时，每1g共聚物中加入4mL-8mL浓度为1mol/L的氢化铝锂溶液；其中，氯化共聚物、N-甲基哌啶的混合摩尔比为1:(0.3-0.8)。
在本发明的一具体实施方式中，无水溶剂为二氯甲烷。
在本发明的一具体实施方式中，在制备共聚物后、羟基化共聚物后、氯化共聚物后均通过水洗涤，然后烘干备用。其中，烘干方法为冷冻干燥。
在本发明的一具体实施方式中，浇注成膜的时间≤3h，成膜的温度为50℃-90℃。
本发明还提供了一种阴离子交换膜的制备方法，其是将本发明的超高分子量的阴离子聚合物溶解在溶剂中，通过溶液浇铸的方法制备得到的。
在本发明的一具体实施方式中，采用的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
本发明还提供了一种阴离子交换膜，其是通过本发明的上述阴离子交换膜的制备方法制备得到的。
本发明又提供了一种碱性阴离子交换膜的制备方法，其是将本发明的阴离子交换膜在碱性溶液中浸泡得到的。
在本发明的一具体实施方式中，采用的碱性溶液为氢氧化钾或氢氧化钠溶液。
本发明还提供了一种碱性阴离子交换膜，其是通过本发明的碱性阴离子交换膜的制备方法制备得到的。
本发明的碱性阴离子交换膜可以用于碱性燃料电池中。比如，包括但不限于作为碱性燃料电池的阴离子交换膜。
本发明通过将哌啶鎓盐制备成阴离子交换膜，哌啶鎓盐的热稳定性好，化学性质稳定，与传统的季铵盐类阴离子交换膜相比，本发明的基于哌啶鎓盐的阴离子交换膜有更好的热稳定性和耐碱性。
本发明通过傅克烷基化缩聚过程合成了高分子量且具有刚性三苯基甲烷聚合物用作阴离子交换膜的骨架结构，使得聚合物阴离子膜具有较好的机械性能和尺寸稳定性。
本发明采用简单的阴离子交换的方法制备碱性阴离子交换膜，制备过程简单，避免了无芳醚聚合物中昂贵金属催化剂的使用，制备过程相对简单安全。
本发明的聚合物阴离子交换膜可以根据实际需要改变不同的阴离子，得到不同阴离子的阴离子交换膜，浸泡在碱液中得到碱性阴离子交换膜，具有卓越的耐碱性，可用于碱性燃料电池。
附图说明
图1为本发明实施例1的超高分子量的聚合物阴离子交换膜合成路线示意图。
图2为本发明实施例1的超高分子量聚合物的核磁与红外表征图。
图3为本发明实施例5的超高分子量聚合物的分子量表征。
图4为本发明实施例6的超高分子量聚合物阴离子交换膜电导率表征。
图5为本发明实施例7的超高分子量聚合物阴离子交换膜长期处于碱性环境下的机械强度表征。
图6为本发明实施例8的超高分子量聚合物阴离子交换膜长期处于碱性环境下的离子电导率保留率与膜的红外和核磁表征。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种由聚二甲氧基苯-4-甲基苯甲酸甲酯(PDMB，结构式如下式所示)共聚物制备得到的离子交换膜，其是通过以下步骤制备得到的。反应流程图如图1所示。
Figure BDA0003105374390000051
1)将1,4-二甲氧基苯(6.0g，43.4mmol)、对甲酰基苯甲酸甲酯(8.6g，52.1mmol)和无水二氯甲烷(24mL)倒入装有磁子的100mL圆底烧瓶中。用滴液漏斗滴加甲基磺酸(11.3mL，173mmol)，在25℃下反应24小时，溶液颜色由橙色变为深棕色再变为深绿色。加入30mL二氯甲烷稀释产物，用过量的甲醇和去离子水反沉析粗产物并水洗至中性。得到的PDMB共聚物在80℃真空干燥24小时，收率达90％以上。
2)在氮气环境下将5.0g的PDMB溶解在75mL无水四氢呋喃中，在冰浴下逐滴加入35mL氢化铝锂溶液(1摩尔四氢呋喃溶液)，加热至60℃持续搅拌16小时。冷却至室温后，小心地加入数滴去离子水以淬灭多余的氢化锂铝，并使用过量的甲醇洗涤粗产物。分别用适当的盐酸和去离子水多次提纯粗产物，得到羟基化共聚物PDMB-OH
Figure BDA0003105374390000061
将所得的PDMB-OH真空冷冻干燥48小时，收率达98％以上。
3)将PDMB-OH(3.0g，11.7mmol)溶解在无水的N,N-二甲基甲酰胺(60mL)中，然后在0℃下加入过量的二氯亚砜(5.6g，46.8mmol)。在60℃下反应5小时后，将反应液冷却至室温，并用过量的甲醇沉淀粗产物，最后用大量甲醇和水洗涤过滤即得PDMB-Cl
Figure BDA0003105374390000062
将所得PDMB-Cl真空冷冻干燥48小时，收率达98％以上。
4)在烧瓶中将PDMB-Cl(0.5g)和N-甲基哌啶(0.0693g，0.7mmol)溶于20mL的N,N-二甲基甲酰胺中，升温至60℃下反应48小时。反应结束后，用乙醚沉淀粗产物并洗涤三次，将得到的聚合物粉末在室温下真空干燥24小时，得到哌啶离子化的共聚物PDMB-Pi-0.4(0.4代表接枝阳离子的聚合单元占总聚合单元40％，下述0.5、0.6、0.7意思相同)
Figure BDA0003105374390000063
将0.4g所得离子聚合物充分溶解到N,N-二甲基甲酰胺中后，将聚合物溶液滴到聚四氟乙烯板上，在70℃下干燥2小时，制备得到Cl-型阴离子交换膜。
将所得的氯型阴离子交换膜放置于1M氢氧化钾溶液中，在60℃下浸泡24小时，待Cl-完全交换成OH-后，用去离子水除去残余的氢氧化钾，得到OH-型阴离子交换膜。
采用核磁共振氢谱与红外光谱对聚合物材料进行红外结构表征，如图2所示。
在PDMB共聚物的核磁谱(图2中的图片a)中，在3.88ppm处的强单信号可归因于苯甲酸甲酯(Hf)基团上的质子，而在6.13ppm处的强单信号归因于质子苯环上连接的甲基(Hc)上的质子表示，在3.37ppm处的强单个信号可以归因于苯甲醚(He)上的质子。与氢化铝锂反应后，Hf信号消失，随后在4.43ppm处出现一个苄基亚甲基质子(Hj)的单峰，并且由于Hg和Hh的消失，苯环上的原始Ha和Hb表现为Hg和Hh信号，表明酯基已完全转化为苄基，PDMB-OH共聚物中的羟基峰(Hi)出现在5.09ppm。将PDMB-OH氯化后，4.55ppm处的出现苄基(Hk)上两个质子，而5.09ppm处的羟基峰消失。最后将PDMB-Cl共聚物直接与N-甲基哌啶季铵化，哌啶在2.85ppm，1.81ppm，1.60ppm和1.45ppm处的特征信号的出现也证明了哌啶阳离子导电PDMB-Pi共聚物的成功制备。如图2中的图片b的红外谱图所示，通过氢化铝锂还原后伴随着1722cm-1处酯基消去与3400cm-1处羟基的形成，随后与二氯亚砜完全反应后羟基峰消失，最终接枝甲基哌啶，新出现碳氮键的峰，为1627cm-1。通过核磁氢谱与红外光谱证明了聚合物的成功制备。
本实施例获得的OH-型阴离子交换膜离子交换容量为1.35mmol/g，室温下离子传导率为2.34×10-2S cm-1，80℃下离子传导率为5.78×10-2S cm-1，拉伸强度为34.6MPa。
实施例2
在烧瓶中将实施例1中的PDMB-Cl(0.5g)和N-甲基哌啶(0.0891g，0.9mmol)溶于20mL的N,N-二甲基甲酰胺中，升温至60℃下反应48小时。反应结束后，用乙醚沉淀粗产物并洗涤三次，将得到的聚合物粉末在室温下真空干燥24小时，得到哌啶离子化的共聚物PDMB-Pi-0.5
Figure BDA0003105374390000081
将0.4g所得离子聚合物充分溶解到N,N-二甲基甲酰胺中后，将聚合物溶液滴到聚四氟乙烯板上，在70℃下干燥2小时，制备得到Cl-型阴离子交换膜。
将所得的氯型阴离子交换膜放置于1M氢氧化钾溶液中，在60℃下浸泡24小时，待Cl-完全交换成OH-后，用去离子水除去残余的氢氧化钾，得到OH-型阴离子交换膜。
本实施例的OH-型阴离子交换膜离子交换容量为1.62mmol/g，室温下离子传导率为4.00×10-2S cm-1，90℃下离子传导率为8.91×10-2S cm-1。抗张强度为30.4MPa。
实施例3
在烧瓶中将实施例1中的PDMB-Cl(0.5g)和N-甲基哌啶(0.1089g，1.1mmol)溶于20mL的N,N-二甲基甲酰胺中，升温至60℃下反应48小时。反应结束后，用乙醚沉淀粗产物并洗涤三次，将得到的聚合物粉末在室温下真空干燥24小时，得到哌啶离子化的共聚物PDMB-Pi-0.6
Figure BDA0003105374390000082
将0.4g所得离子聚合物充分溶解到N,N-二甲基甲酰胺中后，将聚合物溶液滴到聚四氟乙烯板上，在70℃下干燥2小时，制备得到Cl-型阴离子交换膜。
将所得的氯型阴离子交换膜放置于1M氢氧化钾溶液中，在60℃下浸泡24小时，待Cl-完全交换成OH-后，用去离子水除去残余的氢氧化钾，得到OH-型阴离子交换膜。
本实施例获得的OH-型阴离子交换膜离子交换容量为1.92mmol/g,室温下离子传导率为4.89×10-2S cm-1，90℃下离子传导率为10.58×10-2S cm-1。抗张强度为21.3MPa。
实施例4
在烧瓶中将实施例1的PDMB-Cl(0.5g)和N-甲基哌啶(0.1237g，1.27mmol)溶于20mL的N,N-二甲基甲酰胺中，升温至60℃下反应48小时。反应结束后，用乙醚沉淀粗产物并洗涤三次，将得到的聚合物粉末在室温下真空干燥24小时，得到哌啶离子化的共聚物PDMB-Pi-0.7
Figure BDA0003105374390000091
将0.4g所得离子聚合物充分溶解到N,N-二甲基甲酰胺中后，将聚合物溶液滴到聚四氟乙烯板上，在70℃下干燥2小时，制备得到Cl-型阴离子交换膜。
将所得的氯型阴离子交换膜放置于1M氢氧化钾溶液中，在60℃下浸泡24小时，待Cl-完全交换成OH-后，用去离子水除去残余的氢氧化钾，得到OH-型阴离子交换膜。
本实施例获得的OH-型阴离子交换膜离子交换容量为2.17mmol/g，室温下离子传导率为5.78×10-2S cm-1，90℃下离子传导率为12.42×10-2S cm-1。抗张强度为10.9MPa。
实施例5
聚合物分子量数据如图3所示，以实施例1中所述比例制备PDMB为样品，通过凝胶色谱仪进行分子量测试，以四氢呋喃作为溶剂，和聚合物样品配置2mg/mL溶液，通过过滤头过滤，聚苯乙烯为标准品，采用Agilent GPC-220凝胶渗透色谱法(GPC-220)测定聚合物的分子量。如图3所示，通过聚合物的淋洗图计算得出，聚合物数均分子量为381kDa，重均分子量为899kDa，多分散性指数为2.36。
实施例6
聚合物膜氢氧根离子电导率数据如图4所示，从膜上切出尺寸为1cm×4cm的样品，并在室温下浸入1.0摩尔每升的氢氧化钾水溶液中12小时以进行离子交换。随后，用氮气饱和的去离子水洗涤残留的OH-，密封样品并保存以防止二氧化碳进入。使用CHI660C电化学设备对阴离子为氢氧根的AEMs样品进行四探针AC阻抗法进行分析，以测量离子电导率，频率范围为1Hz至1×106Hz，AC阻抗测量是在充满氮气的超纯水中进行。
实施例7
聚合物膜碱性环境下长时间前后抗拉强度数据如图5所示，PDMB-Pi-X膜在60℃下浸入2M氢氧化钾900小时后的拉伸强度变化，PDMB-Pi-X膜的原始拉伸强度在10.9-34.6MPa范围内。在碱性环境中长时间浸泡后，拉伸强度降低由于引入了全碳刚性三苯基甲烷聚合物骨架，所有膜的抗拉强度减少不到8％。
实施例8
超高分子量聚合物阴离子交换膜长期处于碱性环境下的离子电导率保留率与膜的红外和核磁表征如图6所示，将膜样品浸入60℃的2M氢氧化钾溶液中200小时。如图6中的图片a所示，具有PDMB-Pi-0.6和PDMB-Pi-0.7的AEM保留了其初始电导率的约87.6％和90.0％。随后将长时间在碱液中浸泡过后的PDMB-Pi-0.6膜通过FT-IR光谱进行测试。在图6中的图片b，红外光谱上没有明显的新峰，这证实PDMB-Pi-0.6没有明显的降解。图6中的图片c显示了在碱性稳定性测试前后，PDMB-Pi-0.6的1H NMR谱图变化，通过核磁氢谱分析，特征峰的强度几乎不变。实验证明本发明制备的基于哌啶阳离子的超高分子量聚合物阴离子交换膜有很好的耐碱性。
对比例1
本对比例提供了一种由聚二甲氧基苯-4-甲基苯甲酸甲酯(PDMB，结构式如下式所示)共聚物制备得到的离子交换膜，其是通过以下步骤制备得到的。
1)将1,4-二甲氧基苯(6.0g，43.4mmol)、对甲酰基苯甲酸甲酯(8.6g，52.1mmol)和无水二氯甲烷(24mL)倒入装有磁子的100mL圆底烧瓶中。用滴液漏斗滴加甲基磺酸(11.3mL，173mmol)，在65℃下反应10小时，溶液颜色由橙色变为深棕色再变为深绿色。加入30mL二氯甲烷稀释产物，用过量的甲醇和去离子水反沉析粗产物并水洗至中性。得到的PDMB共聚物在80℃真空干燥24小时，收率达58％。
2)在氮气环境下将5.0g的PDMB溶解在75mL无水四氢呋喃中，在冰浴下逐滴加入35mL氢化铝锂溶液(1摩尔四氢呋喃溶液)，加热至70℃持续搅拌10小时。冷却至室温后，小心地加入数滴去离子水以淬灭多余的氢化锂铝，并使用过量的甲醇洗涤粗产物。分别用适当的盐酸和去离子水多次提纯粗产物，得到羟基化共聚物PDMB-OH，将所得的PDMB-OH真空冷冻干燥48小时，收率达78％。
3)将PDMB-OH(3.0g，11.7mmol)溶解在无水的N,N-二甲基甲酰胺(60mL)中，然后在0℃下加入过量的二氯亚砜(5.6g，46.8mmol)。在60℃下反应5小时后，将反应液冷却至室温，并用过量的甲醇沉淀粗产物，最后用大量甲醇和水洗涤过滤即得PDMB-Cl()；将所得PDMB-Cl真空冷冻干燥48小时，收率达98％以上。
4)在烧瓶中将PDMB-Cl(0.5g)和N-甲基哌啶(0.0693g，0.7mmol)溶于20mL的N,N-二甲基甲酰胺中，升温至40℃下反应4小时。反应结束后，用乙醚沉淀粗产物并洗涤三次，将得到的聚合物粉末在室温下真空干燥24小时，得到哌啶离子化的共聚物PDMB-Pi-0.4；
将0.4g所得离子聚合物充分溶解到N,N-二甲基甲酰胺中后，将聚合物溶液滴到聚四氟乙烯板上，在70℃下干燥2小时，制备得到Cl-型阴离子交换膜。
将所得的氯型阴离子交换膜放置于1M氢氧化钾溶液中，在60℃下浸泡24小时，待Cl-完全交换成OH-后，用去离子水除去残余的氢氧化钾，得到OH-型阴离子交换膜。
本实施例的OH-型阴离子交换膜离子交换容量为0.91mmol/g，室温下离子传导率为1.27×10-2S cm-1，80℃下离子传导率为3.46×10-2S cm-1，拉伸强度为25.3MPa。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超高分子量的阴离子聚合物，该超高分子量的阴离子聚合物具有如下重复单元：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中，n为0或1；
x+y=2500-4000；
R1为C1-C8的烷基；
C为
Figure 613049DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 421867DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 60659DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 987026DEST_PATH_IMAGE005
中的一种；
X选自I、Br、Cl、SCN、BF4、NO3、PF6、CF3SO3、N(CN)2、[N(SO2CF3)2]、OH中的一种；
Ar1选自以下结构式表示的基团中的一种：
Figure 949867DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 100225DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 898417DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 988995DEST_PATH_IMAGE009
；
Ar2选自以下结构式表示的基团中的一种：
Figure 985770DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 244713DEST_PATH_IMAGE011
、
Figure 153370DEST_PATH_IMAGE012
。
2.权利要求1所述的超高分子量的阴离子聚合物的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
将1,4-二甲氧基苯、对甲酰基苯甲酸甲酯和甲基磺酸溶于无水溶剂中，在0℃-40℃下聚合反应12h-24h，得到共聚物；
将所述共聚物溶于四氢呋喃中，在氮气氛围中、0℃-60℃下，加入氢化铝锂反应12h-24h，得到羟基化共聚物；
将所述羟基化共聚物溶于N,N-二甲基甲酰胺中，加入氯化亚砜，在50℃-80℃进行亲核取代反应12h-24h，得到氯化共聚物；
将所述氯化共聚物与N-甲基哌啶溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在50℃-80℃反应24h-36h，通过浇注成膜，得到所述超高分子量的阴离子聚合物。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述1,4-二甲氧基苯、对甲酰基苯甲酸甲酯的混合摩尔比为1.0:(0.9-1.2)；所述无水溶剂为二氯甲烷。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述共聚物、氢化铝锂的混合时，每1g共聚物中加入4mL-8mL浓度为1mol/L的氢化铝锂溶液；所述氯化共聚物、N-甲基哌啶的混合摩尔比为1:(0.3-0.8)。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述浇注成膜的时间≤3h，成膜的温度为50℃-90℃。
6.一种阴离子交换膜的制备方法，其是将权利要求1所述的超高分子量的阴离子聚合物溶解在溶剂中，通过溶液浇铸的方法制备得到的。
7.一种阴离子交换膜，其是通过权利要求6所述的阴离子交换膜的制备方法制备得到的。
8.一种碱性阴离子交换膜的制备方法，其是将权利要求7所述的阴离子交换膜在碱性溶液中浸泡得到的。
9.一种碱性阴离子交换膜，其是通过权利要求8所述的碱性阴离子交换膜的制备方法制备得到的。
10.权利要求9所述的碱性阴离子交换膜的应用，该碱性阴离子交换膜用于碱性燃料电池中。
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