[发明专利]一种长链多官能团聚乙烯醇阴离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种长链多官能团聚乙烯醇阴离子交换膜，其特征在于，该长链多官能团聚乙烯醇阴离子交换膜的结构如下：

其中：x＝0.1～0.5，y＝0.5～0.9；n为3～6的正整数。

2.一种长链多官能团聚乙烯醇阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)氯代聚乙烯醇的合成：将聚乙烯醇溶于溶剂A中，升温至80℃溶解后加入对甲苯磺酸，搅拌均匀后加入氯乙醛溶液，40～80℃保持温度恒定反应1～5h；将反应溶液到入沉淀剂A中，过滤、洗涤、干燥得到氯代聚乙烯醇；

所述聚乙烯醇分子量为7000-14000，氯乙醛溶液为含氯乙醛质量分数40％的水溶液；

所述氯乙醛与氯乙烯醇单元的摩尔比为1:1～4；

所述对甲苯磺酸与聚乙烯醇单元摩尔比为1:5～10；

所述的溶液A为DMSO、NMP、DMAC溶剂中的一种；

所述聚乙烯醇与溶剂A的w/v，g/ml比为2％～8％；

所述沉淀剂A为乙腈、丙酮中的一种；

(2)单官能团离子液体制备：

将含有脂肪链的二溴单体及三甲胺溶液溶解于溶剂B中，在20～60℃反应48h，将析出的固体产物用溶剂B反复清洗3～5次，真空干燥得到离子液体；

所述的含有脂肪链的二溴单体结构如下：

其中n＝3～6的正整数；

所述的含有脂肪链的二溴单体：三甲胺的摩尔比1.5～2：1；

所述的含有脂肪链的二溴单体在溶剂B中的w/v，g/ml为10～30％；

所述的溶剂B为乙酸乙酯、乙腈、四氢呋喃中的一种；

(3)多官能团离子液体制备：

将单官能团离子液体溶解于溶剂C中，加入含脂肪链的二胺单体，在20～60℃反应24h，将析出的固体产物用溶剂C反复清洗3～5次，真空干燥得到离子液体；

所述的含有脂肪链的二胺单体结构如下：

其中n＝3～6的正整数；

所述的含有脂肪链的二胺单体：单官能团离子液体的摩尔比1.5～2：1；

所述的含有脂肪链的二胺单体在溶剂C中的w/v，g/ml为10～30％；

所述的溶剂C为乙酸乙酯、乙腈、四氢呋喃中的一种；

(4)长链多官能团聚乙烯醇阴离子交换膜的制备：在惰性气体保护下，将氯代聚乙烯醇溶解于溶剂D中，加入KI，在80℃下溶解；将多官能团离子液体用溶剂D溶解后加入到体系中，在80～120℃条件下反应24～48h；将反应溶液倒入沉淀剂B中，过滤、洗涤、干燥；再将产物溶于溶剂D中，加入戊二醛交联剂，配成铸膜液后浇铸成膜；将膜浸泡于1mol/L氢氧化钾溶液中24～48h，在去离子水中浸泡至中性，即得长链多官能团聚乙烯醇阴离子交换膜；

所述的氯代聚乙烯醇重复单元：KI：多官能团离子液体：戊二醛的摩尔比＝1：0.05～0.2：1～2：0.1～0.3；

所述的氯代聚乙烯醇在溶剂D中的w/v，g/ml为3～10％；

所述的溶剂D为N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种；

所述的沉淀剂B为丙酮、乙腈中的一种；

所述的铸膜液w/v，g/ml为3～10％。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，真空干燥的温度为40～60℃，时间为6小时以上。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，真空干燥温度为30～60℃，时间为12小时以上。

5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，真空干燥的温度为40～80℃，时间为8小时以上。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，真空干燥的温度为40～80℃，时间为8小时以上。

7.根据权利要求2、3或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，浇铸法成膜的烘干温度为50～80℃，时间为24～48小时。