[发明专利]一种基于甲基吡咯烷阳离子的聚合物阴离子膜的制备方法有效
| 申请号： | 201810384682.9 | 申请日： | 2018-04-24 |
| 公开（公告）号： | CN108570157B | 公开（公告）日： | 2020-06-05 |
| 发明（设计）人： | 杨景帅;李欢欢;任小蕊;董建豪;车雪夫 | 申请（专利权）人： | 东北大学 |
| 主分类号： | C08J5/22 | 分类号： | C08J5/22;C08L25/18;C08L71/10;H01M8/1081;H01M8/1086 |
| 代理公司： | 大连理工大学专利中心 21200 | 代理人： | 陈玲玉;梅洪玉 |
| 地址： | 110819 辽宁*** | 国省代码： | 辽宁;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 基于 甲基 吡咯烷 阳离子 聚合物 阴离子 制备 方法 | ||
1.一种甲基吡咯烷阳离子的聚合物阴离子膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在30～60℃条件下，将聚(乙烯基苄基氯)PVBC、甲基吡咯烷MPy和聚芳醚酮PEK-cardo分别加入到极性有机溶剂，搅拌溶解，得到透明的质量分数为1～3％的PVBC、MPy和PEK-cardo溶液，增强材料PEK-cardo的化学结构为：
(2)将PVBC溶液和MPy溶液以摩尔比1:1混合，磁力搅拌30min，进而向混合溶液中加入增强聚合物PEK-cardo溶液，继续搅拌得到透明均一的铸膜溶液，其中PEK-cardo占PEK-cardo与PVBC之和的质量比为0.15～0.50:1；
(3)采用溶液浇铸法制备复合膜材料，其中成膜过程为60-100℃温度下挥发溶剂，成膜时间为12～48小时；
(4)将上述复合膜材料于室温下完全浸泡在1mol/L KOH溶液中的进行碱交换，浸泡24～72小时后，用去离子水将膜表面的KOH除去，得到氢氧型的基于甲基吡咯烷阳离子的聚合物阴离子交换膜。
2.如权利要求1所述的聚合物阴离子膜的制备方法，其特征在于，所述的极性有机溶剂为N,N-二甲基乙酰胺，N,N-二甲基甲酰胺，二甲基亚砜，N-甲基吡咯烷酮中的一种。
3.如权利要求1或2所述的聚合物阴离子膜的制备方法，其特征在于，
(1)称取0.15g PVBC，于30℃搅拌条件下溶解在15g N,N-二甲基乙酰胺溶液中，得到聚合物质量分数为1％的透明聚合物溶液；
(2)以摩尔比为PVBC:MPy＝1:1的比例关系，向上述PVBC溶液中加入MPy溶液，以质量比PEK-cardo:(PVBC+PEK-cardo)＝0.15:1的比例关系向上述混合溶液中再加入增强聚合物PEK-cardo，继续搅拌，得到透明均一的铸膜溶液；
(3)采用溶液浇铸法制备复合膜材料，其中成膜过程的是在80℃温度下挥发溶剂，成膜时间为12小时；
(4)将上述复合膜于室温下完全浸泡在1mol/L KOH溶液中进行碱交换，室温下浸泡48小时后，用去离子水将膜表面的KOH除去，得到氢氧型的基于甲基吡咯烷阳离子的聚合物阴离子交换膜。
4.如权利要求1或2所述的聚合物阴离子膜的制备方法，其特征在于，
(1)称取0.15g PVBC，于40℃搅拌条件下溶解在15g N,N-二甲基甲酰胺溶液中，得到聚合物质量分数为1％的透明聚合物溶液；
(2)以摩尔比为PVBC:MPy＝1:1的比例关系，向上述PVBC溶液中加入MPy溶液，以质量比PEK-cardo:(PVBC+PEK-cardo)＝0.25:1的比例关系向上述混合溶液中再加入增强聚合物PEK-cardo，继续搅拌，得到透明均一的铸膜溶液；
(3)采用溶液浇铸法制备复合膜材料，其中成膜过程的是在80℃温度下挥发溶剂，成膜时间为12小时；
(4)将上述复合膜于室温下完全浸泡在1mol/L KOH溶液中进行碱交换，室温下浸泡48小时后，用去离子水将膜表面的KOH除去，得到氢氧型的基于甲基吡咯烷阳离子的聚合物阴离子交换膜。
5.如权利要求1或2所述的聚合物阴离子膜的制备方法，其特征在于，
(1)称取0.15gPVBC，于50℃搅拌条件下溶解在15g二甲基亚砜溶液中，得到聚合物质量分数为1％的透明聚合物溶液；
(2)以摩尔比为PVBC:MPy＝1:1的比例关系，向上述PVBC溶液中加入MPy溶液，以质量比PEK-cardo:(PVBC+PEK-cardo)＝0.35:1的比例关系向上述混合溶液中再加入增强聚合物PEK-cardo，继续搅拌，得到透明均一的铸膜溶液；
(3)采用溶液浇铸法制备复合膜材料，其中成膜过程的是在80℃温度下挥发溶剂，成膜时间为12小时；
(4)将上述复合膜于室温下完全浸泡在1mol/L KOH溶液中进行碱交换，室温下浸泡48小时后，用去离子水将膜表面的KOH除去，得到氢氧型的基于甲基吡咯烷阳离子的聚合物阴离子交换膜。
6.如权利要求1或2所述的聚合物阴离子膜的制备方法，其特征在于，
(1)称取0.15gPVBC，于60℃搅拌条件下溶解在15g N-甲基吡咯烷酮溶液中，得到聚合物质量分数为1％的透明聚合物溶液；
(2)以摩尔比为PVBC:MPy＝1:1的比例关系，向上述PVBC溶液中加入MPy溶液，以质量比PEK-cardo:(PVBC+PEK-cardo)＝0.50:1的比例关系向上述混合溶液中再加入增强聚合物PEK-cardo，继续搅拌，得到透明均一的铸膜溶液；
(3)采用溶液浇铸法制备复合膜材料，其中成膜过程的是在80℃温度下挥发溶剂，成膜时间为12小时；
(4)将上述复合膜于室温下完全浸泡在1mol/L KOH溶液中进行碱交换，室温下浸泡48小时后，用去离子水将膜表面的KOH除去，得到氢氧型的基于甲基吡咯烷阳离子的聚合物阴离子交换膜。
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