[发明专利]一种采用气相诱导相转化法制备基于聚苯并咪唑的多孔聚合物离子交换膜的方法及其应用

权利要求书

1.一种采用气相诱导相转化法制备基于聚苯并咪唑的多孔聚合物离子交换膜的应用，其特征在于包括以下步骤：

(1)、将基于聚苯并咪唑的多孔聚合物离子交换膜在80℃碱性溶液中浸泡10-72h，碱性溶液的浓度为1～50wt％；所述多孔聚合物离子交换膜所掺的碱性溶液为氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或多种；

(2)、将步骤(1)制得的碱掺杂后的多孔聚合物离子交换膜安装于碱性水电解槽装置中；所述的电解槽装置中电解液为氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和纯水中的一种或多种；

所述基于聚苯并咪唑的多孔聚合物离子交换膜的制备方法包括以下步骤：

a、将带有苯并咪唑结构有机高分子聚合物中的一种或多种为原料，将原料溶解在混合溶剂中，在温度为5～300℃下充分搅拌0.5～24h，制得原料完全溶解的铸膜液溶液，铸膜液溶液静置脱泡处理，铸膜液溶液中带有苯并咪唑结构有机高分子聚合物的浓度为1～70wt％；所述混合溶剂包括有机溶剂和易挥发性溶剂，易挥发性溶剂在混合溶剂中的浓度为0～50wt％，易挥发性溶剂受热挥发，使反应系统处于有机高分子聚合物的不良溶剂蒸汽气氛中；

b、将步骤a制备的铸膜液溶液倾倒在无纺布基底上，或者直接倾倒在干净平整的玻璃板上，用刮刀将铸膜液溶液刮成液膜；

c、常压下，将步骤b制备的液膜处于有机高分子聚合物的不良溶剂蒸汽气氛中，不良溶剂蒸汽气氛占空气总体积分数为1-100％，温度控制在50～200℃，控制时间为0.1-2小时，完成液膜由液相至气相的相转化过程，制得聚合物薄膜；

d、首先，将步骤c制备的聚合物薄膜于0-100℃条件下置于去离子水中浸泡0.1-24小时；然后，将残留的溶剂洗去，制得基于聚苯并咪唑的多孔聚合物离子交换膜，其化学结构通式如下：

所述多孔聚合物离子交换膜的聚合物为均聚物或无规共聚物，式中n代表聚合度，n为10-200的正整数，重均分子量在5000-800000之间；式中R的结构为多不规则的大体积基团处于主链，-R-代表下述结构中的一种或多种：

2.根据权利要求1所述的一种采用气相诱导相转化法制备基于聚苯并咪唑的多孔聚合物离子交换膜的应用，其特征在于：所述步骤d制得的多孔聚合物离子交换膜的孔径尺寸为0.05～100nm，孔隙率为1～200％，厚度为10～500μm。

3.根据权利要求1所述的一种采用气相诱导相转化法制备基于聚苯并咪唑的多孔聚合物离子交换膜的应用，其特征在于：在所述步骤a中，所述有机溶剂为DMSO、DMAc、NMP、DMF或者MSA中的一种或几种；所述易挥发性溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃或正已烷中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种采用气相诱导相转化法制备基于聚苯并咪唑的多孔聚合物离子交换膜的应用，其特征在于：在所述步骤a中，有机高分子聚合物的不良溶剂蒸汽气氛为水蒸汽、甲醇蒸汽、乙醇蒸汽、丙醇蒸汽、丁醇蒸汽、戊醇蒸汽、甲醚蒸汽、乙醚蒸汽、甲酸蒸汽或乙酸蒸汽中的一种或多种的混合蒸汽。