[发明专利]一种季铵盐功能化聚砜-纳米凹凸棒石杂化阴离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.凹凸棒石在用于提高阴离子交换膜的氢氧根离子电导率中的用途，其特征在于，所述的用途中还包括如下步骤：

第1步，氯甲基化聚砜的制备：将聚砜溶解于第一有机溶剂中，加入三甲基氯硅烷、多聚甲醛和催化剂，搅拌反应得到氯甲基化聚砜；

第2步，季铵化的聚砜的制备：将氯甲基化聚砜溶解于第二有机溶剂中，加入碱性功能化试剂，反应得到荷正电季铵盐功能化的聚砜溶液；

第3步，阴离子交换膜的制备：将纳米凹凸棒石加入第二有机溶剂中，超声分散，得到均匀分散的纳米凹凸棒石溶液；纳米凹凸棒石溶液加入荷正电季铵盐功能化的聚砜溶液中，搅拌混合得到铸膜液，通过流延法制备得杂化阴离子交换膜；

所述的第1步中，聚砜与三甲基氯硅烷、多聚甲醛、催化剂的摩尔比分别在1：（1～10）、1：（1～10）、1：（0.01～0.5）；反应时间在12～72 h，温度在30～50 ℃；氯甲基化聚砜的氯甲基化程度在0.5～3；

所述的第2步中，氯甲基化聚砜中的氯甲基和碱性功能化试剂的摩尔比1：（0.5～5）；反应温度是30～60℃，反应时间是12～48h。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的第1步中，第一有机溶剂选自氯仿、二氯甲烷、N-甲基-2吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或其组合；催化剂为无水四氯化锡或无水二氯化锡；

反应完成后，还包括在反应产物中加入沉淀剂使产物析出的步骤；所述沉淀剂选自水、乙醇或异丁醇。

3.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的第2步中，第二有机溶剂选自二甲亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或其组合；

碱性功能化试剂选自三甲胺、N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、N-甲基咪唑中的一种或其组合。

4.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，所述的第3步中，凹凸棒石预先经过0.1～0.5mol/L的NaOH溶液处理，处理结束后，将凹凸棒石滤出，并用去离子水洗涤后烘干；处理温度30～35℃，处理时间0.5～2h。

5.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述的第3步中，超声分散时间在1～30min；纳米凹凸棒石溶液的浓度在0.32～5 mg/mL。

6.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，所述的第3步中，流延法制备的步骤是：将铸膜液通过流延法涂覆在干净的玻璃板或者聚四氟乙烯板表面，并对含有铸膜液的玻璃板或者聚四氟乙烯板进行30～100 ℃的真空干燥。