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专利号: 2018115795387
申请人: 江汉大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种聚苯并咪唑类阴离子交换膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:制备聚苯并咪唑溶液;

向所述聚苯并咪唑溶液中添加环氧季铵盐,并进行搅拌反应得到混合溶液;

将反应后的所述混合溶液倒入低沸点溶剂中析出沉淀产物;

将所述沉淀产物进行抽滤、洗涤,反复多次后烘干,得到季铵化聚苯并咪唑粉末,并制备季铵化聚苯并咪唑铸膜液;

将所述季铵化聚苯并咪唑铸膜液进行蒸发溶剂成膜,得到氯离子形式的聚苯并咪唑阴离子交换膜;

将所述氯离子形式的聚苯并咪唑阴离子交换膜浸泡于碱液中进行碱化处理,得到氢氧根离子形式的聚苯并咪唑阴离子交换膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述聚苯并咪唑的分子结构:

其中,R1是

中的一种;

所述环氧季铵盐的分子结构:

其中,R2是 中的一种,R3为碳原子数等于1-12的烷基。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述制备聚苯并咪唑溶液包括:将聚苯并咪唑粉末加入DMSO溶剂、DMAc溶剂、DM溶剂F或NMP溶剂中的一种,得到所述聚苯并咪唑溶液,所述聚苯并咪唑溶液中聚合物的质量分数为1%-10%。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述向聚苯并咪唑溶液中添加环氧季铵盐,并进行搅拌反应得到混合溶液包括:所述聚苯并咪唑的链节与所述环氧季铵盐的摩尔比为1:0.5-1:5,反应温度为50-100℃,反应时间为1-12h。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述季铵化聚苯并咪唑的分子结构:

其中,R2是 中的一种,R3为碳原子数等于1-12的烷基。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述低沸点溶剂为甲醇、乙醇、丙酮或乙醚中的一种,所述低沸点溶剂的体积与所述混合溶液的体积比为10:1-100:1。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述将沉淀产物进行抽滤、洗涤,反复多次后烘干包括:对所述沉淀产物进行洗涤的溶剂为甲醇、乙醇、丙酮或乙醚的一种;

对所述沉淀产物进行抽滤与洗涤重复的次数为5-10次;

对所述沉淀产物的烘干温度为50-80℃,烘干的气氛为空气,烘干的时间为8-24h。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述制备季铵化聚苯并咪唑铸膜液包括:将所述季铵化聚苯并咪唑粉末加入DMSO溶剂、DMAc溶剂、DMF溶剂或NMP溶剂中的一种,得到季铵化聚苯并咪唑铸膜液;

所述季铵化聚苯并咪唑铸膜液中聚合物的质量分数为1%-10%。

9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述将季铵化聚苯并咪唑铸膜液进行蒸发溶剂成膜包括:蒸发溶剂的温度为50-100℃,蒸发时间为24-72h,蒸发气氛为空气。

10.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述将氯离子形式的聚苯并咪唑阴离子交换膜浸泡于碱液中进行碱化处理包括:所述碱液为NaOH或KOH的一种,所述碱液的浓度为1-5mol/L;

浸泡温度为20-50℃,浸泡时间为24-72h。