[发明专利]通过UV引发的聚合的离子交换膜

权利要求书

1.一种生产离子交换膜载体的方法，包括：

用带电荷的单体溶液使具有在25μm和55μm之间的厚度的聚合物微孔基底饱和，所述带电荷的单体溶液包含至少一种官能单体、交联剂和有效量的至少一种光聚合引发剂；和

通过在室温在基本上无氧气的环境中将饱和的聚合物微孔基底暴露于紫外光持续一定的时间量来使所述至少一种官能单体聚合，所述时间量有效地使所述至少一种官能单体交联并产生所述离子交换膜载体。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种光聚合引发剂包括以下中的至少一种：1-羟基-环己基苯基酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、双酰基氧化膦、2-羟基-2-甲基苯丙酮、2,2’-偶氮二异丁腈和2,2-二甲氧基-2-苯基-乙酰苯。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述有效量是在约2％w/w和5％w/w之间。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述有效量是约2％w/w，并且有效地使所述至少一种官能单体交联的所述时间量是在约20秒和约30秒之间。

5.根据权利要求1所述的方法，包括生产阳离子交换膜载体，其中所述至少一种官能单体包括以下中的至少一种：甲基丙烯酸2-磺基乙酯(2-SEM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、磺化甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸3-磺基丙酯、1-烯丙氧基-2-羟丙基磺酸钠、丙烯酸和甲基丙烯酸或它们的盐、苯乙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸、磺化乙烯基苄基氯、1-烯丙氧基-2-羟丙基磺酸钠、4-乙烯基苯甲酸、三氯丙烯酸、乙烯基磷酸和乙烯基磺酸。

6.根据权利要求1所述的方法，包括生产阴离子交换膜载体，其中所述至少一种官能单体包括以下中的至少一种：甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵；三甲铵乙基甲基丙烯酸酯；多胺和乙烯基芳族卤化物的季铵盐；通过使环醚、多胺和烷基卤化物反应而形成的季铵盐；乙烯基苄基三甲基氯化铵；三甲铵乙基甲基丙烯酸氯化物；3-(丙烯酰胺基丙基)三甲基氯化铵；N,N,N’,N’,N”-五甲基二亚乙基三胺二(乙烯基苄基氯)；甲基丙烯酸缩水甘油酯/三甲胺；以及甲基丙烯酸缩水甘油酯/N,N-二甲基乙二胺反应产物。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括用带电荷的化合物层将所述离子交换膜载体的外表面官能化，干燥官能化的离子交换膜载体，以及将所述官能化的离子交换膜载体浸泡在包含酸或碱的溶液中持续有效地产生单价选择性离子交换膜的时间量。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述离子交换膜具有至少90％的渗透选择性和小于2Ω-cm²的电阻。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述交联剂包括二乙烯基苯(DVB)和乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDM)中的至少一种。

10.一种生产离子交换膜载体的方法，包括：

用带电荷的单体溶液使聚合物微孔基底饱和，所述带电荷的单体溶液包含至少一种官能单体、交联剂和有效量的至少一种光聚合引发剂；和

通过在基本上无氧气的环境中，将饱和的聚合物微孔基底暴露于有效地穿透所述基底的强度的紫外光并持续一定的时间量来使所述至少一种官能单体聚合，所述时间量有效地使所述至少一种官能单体交联并产生所述离子交换膜载体。

11.根据权利要求10所述的方法，包括将所述饱和的聚合物微孔基底暴露于具有在约2000mW/cm²和约2200mW/cm²之间的强度的紫外光持续在约1秒和约5秒之间的时间量。

12.根据权利要求10所述的方法，包括将所述饱和的聚合物微孔基底暴露于具有在约200mW/cm²和约500mW/cm²之间的强度的紫外光持续在约20秒和约30秒之间的时间量。