[发明专利]Nafion接枝聚乙烯基唑类复合质子交换膜及其制备方法

摘要

本发明属于膜技术领域，具体涉及一种Nafion接枝聚乙烯基唑类复合质子交换膜及其制备方法。本发明以Nafion为ATRP大分子引发剂，引发乙烯基唑类单体聚，进而制备得到Nafion接枝聚乙烯基唑类复合质子交换膜。本发明得到的Nafion接枝聚乙烯基唑类复合质子交换膜的质子传导率较纯聚合物质子交换膜明显提高，具有极其优越的选择性。本发明方法操作过程简单，制备条件温和，生产成本较低，易于批量化、规模化生产，具有良好的工业化生产基础和广阔的应用前景。

主权项

一种Nafion接枝聚乙烯基唑类复合质子交换膜的制备方法，以Nafion为ATRP大分子引发剂引发乙烯基唑类单体聚合，用于制备Nafion接枝聚乙烯基唑类复合质子交换膜，具体步骤为：（1）向Nafion溶液中加入乙烯基唑类单体和联吡啶，搅拌均匀后，重复冷冻‑脱气‑溶解步骤，以除去体系中的氧气；（2）向上述体系中加入ATRP催化剂，重复冷冻‑脱气‑溶解步骤，以进一步除去体系中的氧气后，在20~100℃条件下，反应6~240h；随后，经透析、干燥处理，得到产物；（3）将上述产物溶解于高沸点溶剂中以配成质量体积比为1~40%的均相溶液，以该均相溶液为铸膜液涂覆成膜，置于60~70℃烘箱中，升温至110~150℃，然后抽真空，保持6~36h；最后该膜经双氧水溶液和酸浸泡，即得到Nafion接枝聚乙烯基唑类复合质子交换膜；所述的高沸点溶剂为沸点高于120℃的N，N‑二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N‑甲基吡咯烷酮中的一种或几种的混合物。