[发明专利]交联型聚苯并咪唑碱性阴离子交换膜及其制备和应用

权利要求书

1.交联型聚苯并咪唑碱性阴离子交换膜的制备方法，其特征在于：

包括以下步骤，

1）配置浓度为0.5-2 wt%的聚苯并咪唑的高沸点溶剂溶液，在常温下，加入聚乙烯基苄基氯，其中，聚苯并咪唑：聚乙烯基苄基氯的摩尔比为：3:1-1:1.5，室温搅拌24h以上，得到聚苯并咪唑/聚乙烯基苄基氯溶液；其中高沸点溶剂为N，N-二甲基乙酰胺（DMAc）、N，N-二甲基甲酰胺（DMF）或者N-甲基吡咯烷酮（NMP）中的一种或二种以上；

2）将聚苯并咪唑/聚乙烯基苄基氯溶液中加入N1-长链烷烃取代-1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷，室温搅拌溶解后，得到官能化后的铸模液；

3）将铸模液倒入玻璃模具中，60-80℃下干燥，24-48小时候将膜从玻璃板揭下，在80-100℃干燥箱中干燥24h以上，得Cl^-型阴离子交换膜；将所得Cl^-型阴离子交换膜浸泡于0.1-2mol/l的氢氧化钾或氢氧化钠溶液中，24h以上后取出，去离子水冲洗4次以上，50-60℃干燥后得到氢氧型交联型聚苯并咪唑碱性阴离子交换膜；

N1-长链烷烃取代-1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷的化学结构如下：

其中，R1为碳数为3-12的正烷烃；

步骤2）中的N1-长链烷烃取代-1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷的合成过程如下：

1）将1-20g 1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷加入100-300 mL乙酸乙酯中，室温搅拌溶解后加入溴代正烷烃，其加入的摩尔数为1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷的1-3倍，室温搅拌12小时以上；

2）将白色悬浮物过滤，并用乙酸乙酯洗涤2次以上，立即放于40-80℃真空干燥箱中干燥，得到白色粉末为N1-长链烷烃取代-1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷。

2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，溴代烷烃的结构式为C_nH_2n+2Br，其中n取3-12的整数。

3.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：N1-长链烷烃取代-1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷的加入量为聚乙烯基苄基氯摩尔数的0.5-4倍。

4.一种采用权利要求1至3任一所述的制备方法所得氢氧型交联型聚苯并咪唑碱性阴离子交换膜。

5.一种权利要求4所述氢氧型交联型聚苯并咪唑碱性阴离子交换膜在碱性膜燃料电池中的应用。