[发明专利]半互穿或互穿网络碱性阴离子交换膜制备及交换膜和应用

权利要求书

1.一种半互穿或互穿网络碱性阴离子交换膜的制备方法，其特征在于：

1)含不饱和键的具有传导阴离子能力的单体的合成：

于溶剂A中依次加入对氯甲基苯乙烯三甲胺N(CH₃)₃或咪唑或胍R为C4-C12的直链烷烃；在0-70℃搅拌反应生成化学结构式为的化合物,其为季铵盐、咪唑盐或胍盐；

然后将所得溶液倒入有机试剂B中析出，用试剂B洗涤后在40-60℃真空干燥箱中进行干燥，最后将所得单体溶于溶剂C中得到溶液备用；

2)聚合物溶液的制备：

将高分子聚合物溶解于溶剂中，得已知质量分数的聚合物溶液；

3)半互穿网络碱性阴离子交换膜的制备：

将步骤1)中合成的含不饱和键的具有传导阴离子能力的单体溶液，与步骤2)中制备的聚合物溶液充分混合，加入引发剂和交联剂A，然后采用溶剂挥发法进行铸膜；

或，互穿网络碱性阴离子交换膜的制备；

将步骤1)中合成的含不饱和键的具有传导阴离子能力的单体溶液，与步骤2)中制备的聚合物溶液混合，加入引发剂、交联剂A、交联剂B或仅加入交联剂B，然后采用溶剂挥发法进行铸膜。

2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

氢氧型半互穿网络碱性阴离子交换膜或互穿网络碱性阴离子交换膜的制备：

将步骤3)中制备得到的半互穿网络碱性阴离子交换膜或互穿网络碱性阴离子交换膜置于氢氧化钾或氢氧化钠溶液中浸泡，得到氢氧型半互穿网络碱性阴离子交换膜或氢氧型互穿网络碱性阴离子交换膜。

3.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

步骤1)所述溶剂A为乙醇、甲醇、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的一种或二种以上；

步骤1)所述有机试剂B为乙酸乙酯、乙醚、正己烷、正戊烷、石油醚中的一种或二种以上；

步骤1)所述溶剂C为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的一种或二种以上；

步骤1)中所述的质量与溶剂的体积比为1:3～1:20g/mL；步骤1)中所述与N(CH₃)₃或或的物质的量比为2:1～1:4当二者比例大于1:1时，过量，当二者比例小于1:1时，N(CH₃)₃或或过量；

单体于溶剂C中的质量浓度为3～300mg/mL；

步骤1)所述的反应时间大于6h。

4.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

步骤2)所述高分子聚合物为聚醚砜、聚醚醚酮、聚亚苯基砜、聚芳醚砜酮、聚苯醚、聚苯并咪唑的一种或二种以上；

步骤2)所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的一种或二种以上；

步骤2)中所述高分子聚合物的质量与溶剂的体积比为1:10～1:50g/mL。

5.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

步骤3)中所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚睛、过氧化苯甲酰中的一种或两种；所述引发剂与含不饱和键传导阴离子单体的质量比为1:50-1:5；

步骤3)所述交联剂A为二乙烯基苯、二异氰酸酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的一种；所述交联剂B为α,α’-二氯甲苯、1,8-二溴辛烷、1,12-二溴十二烷、1,14-二溴十四烷中的一种；所述交联剂A与含不饱和键传导阴离子的单体的质量比为1:20-1:3；所述交联剂B与含不饱和键传导阴离子的单体的质量比为1:50-1:5

步骤3)中所述的铸膜过程中的膜干燥方式为加热、微波、紫外中的一种，其中加热方式采用的温度为35-120℃；

步骤3)中所述的高分子聚合物与含不饱和键传导阴离子的单体的质量比为2:1-1:10。

6.按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

所述的浸泡时间为12～60h；

所述的氢氧化钾或氢氧化钠的浓度为0.1～8mol/L；

所述的温度为室温～40℃。

7.采用权利要求1-6任一所述制备方法获得的碱性阴离子交换膜,其特征在于:所述碱性阴离子交换膜的电导率大于20mS/cm,断裂伸长率大于20％，抗拉强度大于10MPa。

8.一种权利要求7所述碱性阴离子交换膜为碱性阴离子交换膜燃料电池的电解质膜。