[发明专利]有机－无机杂化阴离子交换膜的制备方法

摘要

本发明有机－无机杂化阴离子交换膜的制备方法，特征是以硅含量计算，按摩尔比为荷正电烷氧基功能化的大分子前驱体∶荷正电小分子烷氧基硅烷∶一种或两种小分子烷氧基硅烷之和＝1∶0.4－4∶0.5－4混合后，得到溶胶－凝胶混合前驱体；再加入溶剂、水和催化剂，进行溶胶－凝胶反应，涂膜干燥后即得到有机－无机杂化阴离子交换膜。本发明选用的荷正电烷氧基功能化的大分子、荷正电小分子烷氧基硅烷和小分子烷氧基硅烷分别主导着膜的柔韧性、膜的荷电性能和膜的稳定性。通过改变原料配比可以得到不同性能的有机－无机杂化阴离子交换膜。膜的机械性能好，离子交换容量高；膜中的无机硅氧化物成分和有机成分之间相容性好。

主权项

1、一种有机-无机杂化阴离子交换膜的制备方法，先合成一种荷正电烷氧基功能化的大分子前驱体和一种荷正电小分子烷氧基硅烷；再选用一种或两种小分子烷氧基硅烷作为交联剂；其特征在于：以硅含量计算，按摩尔比为荷正电烷氧基功能化的大分子前驱体∶荷正电小分子烷氧基硅烷∶一种或两种小分子烷氧基硅烷之和＝1∶0.4-4∶0.5-4混合后，得到溶胶-凝胶混合前驱体；按摩尔比为以含硅总量计算的溶胶-凝胶混合前驱体∶溶剂∶水∶催化剂＝1∶0-10∶2-8∶0.0-0.1，向该混合前驱体中加入溶剂，再加入水和催化剂；在20-60℃搅拌反应1-4天，再在室温、相对湿度为30-80％的环境下自由挥发1-2天，在基体上涂膜；所述溶剂包括甲醇、乙醇、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、苯或甲苯；所述催化剂包括盐酸、硫酸、乙酸、氢氧化钠、氢氧化钾或氯化铵；所述基体包括无机基体玻璃板、铝箔或铁板，或有机基体聚乙烯膜、聚四氟乙烯板或聚氯乙烯板；所述涂膜的方法包括刮膜、流涎或涂覆；将膜片在室温、相对湿度为30-80％的环境下干燥至形成均匀稳定的凝胶层；再以2.5-10℃/小时的速度从室温升温到95-135℃，保温1-8小时，将所形成的膜从基体上刮下，即为有机-无机杂化阴离子交换膜。