[发明专利]一种在微重力环境下制备有机/无机杂化电活性离子交换膜的方法

摘要

本发明公开了一种在微重力环境下制备有机/无机杂化电活性离子交换膜的方法，将无机纳、微米颗粒悬浮于含导电高分子单体的电解液中，在重力场及电解液的浮力双重作用下在电极表面产生微重力环境；通过单极脉冲电沉积技术控制导电高分子的聚合及其对纳、微米无机粒子的静电吸引强度，结合无机纳、微米粒子在微重力环境下的缓慢沉降效应，在水平放置的导电基体上合成由三维多孔网络结构导电聚合物包裹无机粒子的有机/无机杂化电活性离子交换膜。本发明解决了传统电化学方法难以合成稳定的有机/无机杂化电活性离子交换功能膜，特别是含有不导电无机离子交换功能颗粒的杂化电活性膜的问题。

主权项

1.一种在微重力环境下制备有机/无机杂化电活性离子交换膜的方法，其特征在于：将无机纳、微米颗粒悬浮于含导电高分子单体的电解液中，在重力场及电解液的浮力双重作用下在电极表面产生微重力环境；通过单极脉冲电沉积技术控制导电高分子的聚合及其对纳、微米无机粒子的静电吸引强度，结合无机纳、微米粒子在微重力环境下的缓慢沉降效应，在水平放置的导电基体上合成由三维多孔网络结构导电聚合物包裹无机粒子的有机/无机杂化电活性离子交换膜；所述的无机纳、微米颗粒是具有离子交换功能的惰性不导电层状磷酸盐、锰酸盐、沸石分子筛、双金属氢氧化物或金属有机骨架材料中的一种；具体包括以下步骤：（1）将无机纳、微米颗粒置入去离子水溶液中配置成浓度为0.015 ~ 0.3 mol/L的悬浮溶液A；（2）将导电高分子单体溶于去离子水溶液中配置成浓度为0.015 ~ 0.3 mol/L的水相溶液B；（3）将支持电解质溶于去离子水溶液中配置成浓度为0.3 ~ 3 mol/L的水相溶液C；（4）将上述步骤（1）、（2）和（3）中配制成的A、B和C三种溶液等体积混合于反应器中，超声均匀，得溶液D；（5）采用三电极体系，在水平放置的导电基体上于溶液D中通过单极脉冲电沉积技术，获得有机/无机电活性杂化膜；采用的三电极体系分别是：工作电极是导电基体；对电极是惰性电极；参比电极是饱和甘汞电极；（6）将上述步骤（5）获得的有机/无机电活性杂化膜取出，由蒸馏水冲洗，常温干燥，即制得有机/无机杂化电活性离子交换膜材料。