[发明专利]碱性燃料电池阴离子交换膜及其制备方法在审
申请号: | 202110171493.5 | 申请日: | 2021-02-08 |
公开(公告)号: | CN113013455A | 公开(公告)日: | 2021-06-22 |
发明(设计)人: | 范敏敏;张明华;杨召杰;肖亚飞;张熙 | 申请(专利权)人: | 四川大学 |
主分类号: | H01M8/1032 | 分类号: | H01M8/1032;H01M8/1027;H01M8/1069;H01M8/1072;H01M8/1086;C08G75/20 |
代理公司: | 成都蓉创智汇知识产权代理有限公司 51276 | 代理人: | 谭新民;赵雷 |
地址: | 610000 四川*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 碱性 燃料电池 阴离子 交换 及其 制备 方法 | ||
1.一种半互穿季铵化聚砜/聚季铵盐-10阴离子交换膜,该半互穿季铵化聚砜/聚季铵盐-10阴离子交换膜为PQ-10/CMPSU阴离子交换膜。
2.根据权利要求1所述的半互穿季铵化聚砜/聚季铵盐-10阴离子交换膜,其特征在于:所述半互穿季铵化聚砜/聚季铵盐-10阴离子交换膜由PQ-10和CMPSU经季铵化和交联化而制成,离子电导率69.91mS/cm。
3.一种半互穿季铵化聚砜/聚季铵盐-10阴离子交换膜的制备方法,包括以下步骤:
S21:分别取PQ-10和CMPSU,CMPSU:PQ-10的质量比为1:0-3;
S22:将CMPSU和PQ-10依次加入溶剂中溶解;
S23:形成成膜液;
S24:成膜液形成QPSU/PQ-10膜;
S25:将QPSU/PQ-10膜中的Cl-置换成OH-。
4.根据权利要求1-3任一所述的半互穿季铵化聚砜/聚季铵盐-10阴离子交换膜的制备方法,特征在于:所述S21中,CMPSU:PQ-10的质量比为1:0-2;可选地,CMPSU:PQ-10的质量比为1:0-1。
5.根据权利要求3-4任一所述的半互穿季铵化聚砜/聚季铵盐-10阴离子交换膜的制备方法,特征在于:所述S22中,溶剂为DMSO、DMF、NMP、DMAc或其混合物;或/和
所述S24:S24:成膜液形成QPSU/PQ-10膜为:将成膜液除杂质干燥24h除去溶剂形成QPSU/PQ-10膜;可选地,成膜液形成QPSU/PQ-10膜是在盘上形成的;可选地,所述盘为聚四氟乙烯盘。
6.根据权利要求3-5任一所述的半互穿季铵化聚砜/聚季铵盐-10阴离子交换膜的制备方法,特征在于:
所述S25中,将QPSU/PQ-10膜中的Cl-置换成OH-为将QPSU/PQ-10膜放入OH-溶液中浸泡进行离子交换;可选地,OH-溶液为NaOH溶液;和/或
所述半互穿季铵化聚砜/聚季铵盐-10阴离子交换膜的制备方法还包括S26:
将离子交换后的QPSU/PQ-10膜清洗;可选地,离子交换后的QPSU/PQ-10膜清洗是在N2饱和的去离子水中清洗至中性。
7.根据权利要求3-6任一所述的半互穿季铵化聚砜/聚季铵盐-10阴离子交换膜的制备方法,特征在于:所述S23中,形成成膜液为季铵化形成成膜液或季铵化和交联化形成成膜液;可选地,所述季铵化和交联化形成成膜液包括以下步骤:S231:称量NMPD加入到S22形成的混合溶液中反应,对CMPSU进行部分季铵化;S232:称量TMHDA加入到S231季铵化后的混合溶液中继续反应,与CMPSU中未季铵化的氯甲基充分反应进行交联形成成膜液。
8.根据权利要求7所述的半互穿季铵化聚砜/聚季铵盐-10阴离子交换膜的制备方法,特征在于:所述S231中,季铵化的氯甲基为CMPSU中全部氯甲基的2/3,NMPD的质量由CMPSU中季铵化的氯甲基的摩尔数决定;可选地,S231中,反应时间为1-5个小时;可选地,S232中,反应时间为1-5个小时;可选地,NMPD:TMHDA摩尔比为1:0-2;可选地,NMPD:TMHDA摩尔比为1:0-1.5;可选地,NMPD:TMHDA摩尔比为1:0-1。
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