[发明专利]一种有机－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，特征是将苄基溴代度为65－102％的苄基溴代聚苯醚先进行羟基化，随后进行季铵化，最后按摩尔比以含有的苄基计算的季铵化产物溶液∶小分子烷氧基硅烷∶催化剂∶水＝1∶0.082－0.73∶0－0.23∶4.0－18.8向季铵化产物溶液中加入小分子烷氧基硅烷、催化剂和水，进行溶胶－凝胶反应后得到荷正电溶胶，涂膜干燥后即得到有机－无机杂化阴离子交换膜。采用本发明方法制备的有机－无机杂化阴离子交换膜，其离子交换容量高，机械性能好；膜中的无机硅氧化物成分和有机成分之间相容性好；膜的－OH电导率高，在碱性燃料电池上具有很高的应用潜力。

主权项

1.一种荷正电有机-无机杂化膜的制备方法，其特征在于将单位质量面积为60-200cm2/g、苄基溴代度为65-102％的苄基溴代聚苯醚与浓度为0.5-2摩尔/升的强碱溶液，按摩尔比以苄基含量计算的苄基溴代聚苯醚∶强碱＝1∶3.0-10.7，在40-65℃反应12-48小时，得到的固体产物用水洗涤至洗涤液呈中性，室温干燥后，溶解在溶剂中成0.035-0.093g/ml的初始溶液；按摩尔比以苄基含量计算的初始溶液∶叔胺＝1∶2.1-4.2向该初始溶液中加入叔胺，在20-60℃搅拌反应1-6h，再按体积比以乙醇∶初始溶液体积＝0.12-0.25加入乙醇；继续在20-60℃搅拌反应10-48h，得到季铵化产物溶液；按摩尔比以含有的苄基计算的季铵化产物溶液∶小分子烷氧基硅烷∶催化剂∶水＝1∶0.082-0.73∶0-0.23∶4.0-18.8向该季铵化产物溶液中加入小分子烷氧基硅烷、催化剂和水；在20-55℃进行溶胶-凝胶反应14-48h，得到荷正电溶胶；将所得溶胶在基体上涂膜；将膜片在室温环境下自然干燥至形成均匀稳定的凝胶层；凝胶层从室温升到40-70℃，再以5-10℃/小时的速度升温到120-130℃，保温2-8小时。