[发明专利]一种有机骨架共聚物支撑的多孔离子传导膜及其制备和应用

权利要求书

1.一种有机骨架共聚物支撑的多孔离子传导膜的制备方法，其特征在于：

（1）将高分子树脂原料与可溶性的有机骨架共聚物前驱体A溶于有机溶剂中，形成均相溶液后均匀涂布在基体上；在相对湿度为0-50%的条件下挥发溶剂0-60 s；

所述有机骨架共聚物前驱体A为：咪唑、甲基咪唑、4,5-二羧基咪唑、4-羟甲基咪唑盐酸盐、咪唑-4-甲酸乙酯、咪唑-4-甲酸甲酯、1H-咪唑-4-甲酸中的一种或两种以上；

（2）将上述含有均相溶液的基体置于含有有机骨架共聚物前驱体B的非溶剂中经过相转化得到含有有机骨架共聚物支撑的多孔离子传导膜；

所述步骤（2）中的有机骨架共聚物前驱体B为：氯化锌、溴化锌、醋酸锌、硫酸锌、硝酸锌中的一种或两种以上；

（3）将上述有机骨架共聚物支撑的多孔离子传导膜经过处理后干燥；对膜的处理方法为，将步骤（2）中所制备得到的离子传导膜在非溶剂浸泡至少10分钟后，在室温~80℃条件下干燥至少5分钟；

（4）将步骤（3）中经过干燥处理后的膜置于酸性溶液中除去膜孔内的有机骨架共聚物，得到孔结构完整的多孔离子传导膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的高分子树脂原料由第一类高分子树脂组成、或由第一类和第二类高分子树脂混合组成：

第一类高分子树脂为聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚醚酮、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯并咪唑、聚烯烃、氯甲基化聚砜中的一种或两种以上为材料组成；

第二类高分子树脂为可溶于水的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚乙烯醇（PVA）、聚乙二醇（PEG）、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、聚季胺盐中的一种或两种以上混合而成；

其中，第一类高分子树脂为高分子树脂原料质量含量的为100%~40%。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：第一类高分子树脂为高分子树脂原料质量含量的为95%~65%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）的原料中的有机骨架共聚物前驱体A为高分子树脂原料质量的1%~35%。

5.根据权利要求1、2或4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的有机溶剂为二甲基亚砜（DMSO）、N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中的一种或二种以上；高分子树脂原料于有机溶剂中的质量浓度26%~40%。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）有机骨架共聚物前驱体B于非溶剂中的质量浓度0.5%~30%。

7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的非溶剂为水、醇类C_nH_2n+2O、酮类C_nH_2nO和烷烃类C_nH_2n+2中的一种或两种以上，其中C_nH_2n+2O中的n为1-6的正整数，酮类C_nH_2nO中的n为3-8的正整数和烷烃类C_nH_2n+2，n为5-10的正整数。

8.根据权利要求1所述的制备方法，所述步骤（3）中对膜的处理方法中温度室温~60℃；干燥时间30分钟~120分钟。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中的酸性溶液为：醋酸溶液、盐酸溶液、硫酸溶液、甲基磺酸溶液、磷酸溶液、硝酸溶液中的一种或两种以上；其中，酸浓度为1～30 wt%。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：酸浓度为5～20 wt%。