CN119447390A 一种交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜及其制备方法 （东华大学）

号一种交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜及其本发明属于聚合物电解质及离子交换膜技甲基氯化铵或长侧链哌啶季铵盐与双阳离子分过溶液浇铸法制得交联型聚苯并咪唑阴离子交咪唑上同时接枝阳离子基团和柔性双阳离子交2;32,3_环氧丙基三甲基氯化铵与聚苯并咪唑的摩尔比为2~3:1，柔性双阳离子交联剂与;;。4长侧链哌啶季铵盐与聚苯并咪唑的摩尔比为2~3:1，柔性双阳离子交联剂与聚苯并咪1,6_二溴己烷与N_甲基哌啶的摩尔比为2~4:1，1,6_二溴己烷溶解在;;。5.根据权利要求3或4所述的一种交联型聚5二溴化物A为1,5二溴戊烷或1,6二溴6.根据权利要求3或4所述的一种交联型聚苯并二溴化物B为1,6二溴己烷或1,8二溴7.根据权利要求3或4所述的一种交联型聚在于，聚苯并咪唑溶液是将聚苯并咪唑加入至二甲基亚砜中，之后于60~80℃下溶解得到8.根据权利要求7所述的一种交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜的制备方法，其特征在9.根据权利要求3或4所述的一种交联型聚苯并咪10.根据权利要求3或4所述的一种交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜的制备方法，其特6_[0003]阴离子交换膜主要由聚合物骨架和阳离子基团组成，目前AEM存在的主要问题包阴离子交换膜离子电导率的直接途径是增加离子交换容量，但这会导致AEM的高吸水性和7。[0008]然而目前现有技术对于聚苯并咪唑的化学修饰集中在单一阳离子基团的接枝和与其他聚合物主链的交联，但是这可能会带来溶胀率较高或者离子电导率相对较低的问8[0018]聚苯并咪唑的化学修饰集中在单一阳离子基团的接枝会带来溶胀率较高的原因9物中的传导与聚合物链段的运动密切相关，链段运动受限会导致离子迁移的协同作用减[0022]本发明的交联型聚苯并咪唑为同时接枝季铵盐以及柔性应后的溶液中加入柔性双阳离子交联剂和NaH（由于2,3一环氧丙基三甲基氯化铵与聚苯并咪唑反应比较容易，不需要额外的路易斯碱来促进反应进行，所以这里是在加入交联剂的用KOH溶液或NaOH溶液浸泡处理并洗涤，制得交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜；或者通过交联剂和NaH的乙醇溶液中，于80~100℃反应12~48h，再用KOH溶液或NaOH溶液浸泡处理并因素，使得阴离子交换膜具有良好的交联网络结构以保障其优异性能的同时，避免了过度交联导致的溶解性急剧下降且难以成膜的问题。向聚苯并咪唑溶液中加入长侧链哌啶季铵盐和NaH（由于长侧链哌啶季铵盐与聚苯并咪唑拌的条件下，以每2秒0.05mL的速度滴加N_甲基哌啶，之后在30~50℃的条件下反应36~;;;[0043]二溴化物A与四甲基二胺的摩尔比为5~10：1，二溴化物A溶液的浓度为0.5~[0051]如上所述的一种交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜的制备方法，烘干的温度为60~含亲水性的OH基团或者较长的烷基侧链，这对于AEM的OH传输也是有利的，最终使得该Ω)为阻抗。11测试完成L2[0065]拉伸强度和断裂伸长率：使用Instron万能拉力试验机测试阴离子交换膜的机械N,N四甲基1,6己二胺溶于乙腈中得到浓度为0.2mol/L的N,N,N,N四甲基1,6己二胺[0074]最终制得的交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜;η证实合成了实施例1中的交联型聚苯并咪唑结构。[0079]如图2所示的所制备的实施例1的FT_IR光谱提供了进一步的证据，在29[0080]所制备的交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_QA_DBH[0083]最终制得的接枝型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_QA在80℃时的溶胀率为30.6%，η[0090]最终制得的交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_DBH_1在80℃时的离子电导率为;η[0094]将对比例2和实施例1进行对比，可以发现对比例2的离子电导率和断裂伸长率较N,N四甲基1,6己二胺溶于乙腈中得到浓度为0.3mol/L的N,N,N,N四甲基1,6己二胺[0105]最终制得的交联型聚苯并咪唑阴离子交换;η[0109]所制备交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_6Br_Pip_DBH_1结构特点及其作用如[0112]最终制得的接枝型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_6Br_Pip在80℃时的溶胀率为;η[0120]将1,6_二溴己烷溶于乙腈中得到N1,N8,N8_四甲基辛烷_1,8_二胺溶于乙腈中得到浓度为0.2mol/L的N1,N1,N8,N8_四甲基[0125]最终制得的交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜;η[0129]所制备的交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_QA_DBHN1,N8,N8四甲基辛烷1,8二胺溶于乙腈中得到浓度为0.3mol/L的N1,N1,N8,N8四甲基DBH2的化学式如下：6BrPipDBH2；[0140]最终制得的交联型聚苯并咪唑阴离子交η[0144]所制备的交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_6Br_Pip_DBH_2结构特点及其作用体，将黄色液体和相对于黄色液体2倍摩尔的1,5_二溴戊烷溶于30mL乙腈中，于60℃搅拌;[0154]最终制得的交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜;η[0158]所制备交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_QA_DPy_1结构特点及其作用如下：[0161]最终制得的交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_DPy_1在80℃时的离子电导率为;η[0164]将对比例4和实施例5进行对比，可以发现对比例4的离子电导率和断裂伸长率较;[0176]最终制得的交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜8η[0180]所制备的交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_6Br_Pip_DPy_1结构特点及其作用;干燥制得接枝型聚苯并咪唑；然后将接枝型聚苯并咪唑溶解在二甲基亚砜中得到浓度为2wt%的铸膜液，于80℃下烘干成膜；之后将其置于柔性双阳离子交联剂和NaH的乙醇溶液[0190]最终制得的交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜;η[0194]所制备的交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_QA_DPy;再用1MNaOH溶液浸泡处理并用去离子水洗涤，制得交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_[0206]最终制得的交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜;η[0210]所制备交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_6Br_Pip_DPy_2结构特点及其作用如;[0220]最终制得的交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜;η[0224]所制备交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_QA_DPip_1结构特点及其作用如下：[0227]最终制得的交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_DPip_1在80℃时的离子电导率;η[0231]将对比例5和实施例9进行对比，可以发现对比例5的离子电导率和断裂伸长率较;[0243]最终制得的交联型聚苯并咪唑阴离子交换η[0247]所制备交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_6Br_Pip_DPip_1结构特点及其作用;[0257]最终制得的交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜;η[0261]所制备交联型聚苯并咪唑阴离子交换膜PBI_QA_DPip_2结构特点及其作用如下：