[发明专利]氧化石墨烯/咪唑聚苯醚复合阴离子交换膜的制备方法

权利要求书

1.一种离子液体修饰氧化石墨烯/咪唑聚苯醚复合型阴离子交换膜，其特征在于所述咪唑聚苯醚具有以下结构特征：

其中，x:y＝(5-10):(1-5),R为：

所述离子液体修饰氧化石墨烯具有以下特征：

其中R为：

2.一种离子液体修饰氧化石墨烯/咪唑聚苯醚复合型阴离子交换膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)制备溴化聚苯醚：将聚苯醚溶解于有机溶剂，加入N-溴代琥珀酰亚胺和偶氮二异丁腈，回流1～4h后再加入N-溴代琥珀酰亚胺和偶氮二异丁腈，反应持续4～8h，在溶剂中沉淀、洗涤、真空干燥，得溴化聚苯醚；

2)将步骤1)所制备的溴化聚苯醚溶解于有机溶剂，并加入咪唑，反应后，在有机溶剂中沉淀、洗涤、真空干燥，得到咪唑聚苯醚；

3)制备咪唑型离子液体：将咪唑阳离子与三溴丙胺氢溴酸盐溶解于有机溶剂，40～100℃回流12～24h，冷却至室温后沉淀，将沉淀重结晶、洗涤、真空干燥，得到咪唑型离子液体；

4)制备离子液体：将1,4-二叠氮双环[2.2.2]辛烷与三溴丙胺氢溴酸盐、1,6-二溴己烷、1,4-二溴丁烷、1-溴代正己烷、1-氯代正丁烷、1-氯代正己烷中的一种溶解于有机溶剂，回流后，沉淀、洗涤、真空干燥，得到离子液体；

5)将氧化石墨烯与草酰氯加入容器，在60～100℃反应12～24h，分别用水和乙醇离心洗涤，真空干燥，得到酰氯化的氧化石墨烯；

6)制备离子液体化氧化石墨烯：将酰氯化氧化石墨烯分散到有机溶剂中，加入步骤3)或4)合成的离子液体中的一种，在80℃反应12h，用超声波破碎机超声0.5～2h，分散，得到离子液体修饰的氧化石墨烯；

7)将步骤2)得到的咪唑聚苯醚溶解于溶剂，然后将步骤6)得到的离子液体修饰的氧化石墨烯混合，超声分散，60℃搅拌30～90min，将分散液倾倒在干净的铸膜板，在60℃真空干燥24h，得到阴离子交换膜。

3.如权利要求2所述一种离子液体修饰氧化石墨烯/咪唑聚苯醚复合型阴离子交换膜的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述有机溶剂选自三氯甲烷、苯、氯代苯、甲苯中的一种，所述回流的温度为130～180℃；所述聚苯醚、N-溴代琥珀酰亚胺与偶氮二异丁腈的质量比为(5～10)︰(1～5):(1～5)；所述溶剂选自无水乙醇、无水乙醇/水、甲醇、甲醇/水、丙醇、正丁醇中的一种，所述无水乙醇/水、甲醇/水的体积比均为(50～100):(1～50)。

4.如权利要求2所述一种离子液体修饰氧化石墨烯/咪唑聚苯醚复合型阴离子交换膜的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述有机溶剂选自无水乙醇、无水乙醇/水、甲醇、甲醇/水、丙醇、正丁醇中的一种，所述无水乙醇/水、甲醇/水的体积比均为(50～100):(1～50)；所述反应的温度为50～100℃，反应的时间为12～24h。

5.如权利要求2所述一种离子液体修饰氧化石墨烯/咪唑聚苯醚复合型阴离子交换膜的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述咪唑选自1-甲基咪唑，1,2-二甲基咪唑，1-乙烯基咪唑，苯并咪唑中的一种，所述咪唑阳离子与三溴丙胺氢溴酸盐的质量比为1︰(0.1～1)。

6.如权利要求2所述一种离子液体修饰氧化石墨烯/咪唑聚苯醚复合型阴离子交换膜的制备方法，其特征在于在步骤4)中，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇中的一种；所述1,4-二叠氮双环[2.2.2]辛烷与三溴丙胺氢溴酸盐、1，6-二溴己烷、1,4-二溴丁烷、1-溴代正己烷、1-氯代正丁烷、1-氯代正己烷的质量比同为(10～100):(1～50)；所述回流的温度为60～135℃，回流的时间为12～24h。

7.如权利要求2所述一种离子液体修饰氧化石墨烯/咪唑聚苯醚复合型阴离子交换膜的制备方法，其特征在于在步骤5)中，所述氧化石墨烯与草酰氯的质量比为(0.1～10)︰(10～150)。