[发明专利]一种全钒液流电池用功能性多孔聚偏氟乙烯膜的制备方法

摘要

本发明涉及全钒氧化还原液流电池(VRB)用离子交换膜领域，具体为一种全钒液流电池用功能性多孔聚偏氟乙烯(PVDF)膜的制备方法，解决目前使用的全氟磺酸质子交换膜钒离子透过率高、价格昂贵等问题。以PVDF为原料，通过有机溶剂溶解，加入添加剂，使其混合均匀，将均匀溶液平铺在洁净的玻璃板上，在烘箱中保温一定时间后降温得到PVDF膜。成膜后将隔膜浸入到溶剂中，将混入添加剂浸取出来而致孔，再将多孔膜进行改性，制备功能性多孔聚偏氟乙烯(PVDF)膜。本发明方法工艺简单，所制备膜低溶胀、尺寸稳定性好、机械强度高、钒离子渗透率低、具有良好的化学、热稳定性，价格低廉，可适用于全钒氧化还原液流电池(VRB)。

主权项

1.一种全钒液流电池用功能性多孔聚偏氟乙烯膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)聚偏氟乙烯溶于有机溶剂中，然后将添加剂混入聚偏氟乙烯溶液中，磁力搅拌3～5小时并在超声波震荡器中震荡30min～60min，使溶液细化并驱除其中的微小气泡；(2)将均匀溶液平铺在洁净的玻璃板上，在烘箱中60～100℃热处理4～10小时，降温后得到聚偏氟乙烯膜，隔膜的厚度为40～120μm；(3)将聚偏氟乙烯膜浸入到溶出剂中，将混入到聚偏氟乙烯膜中的添加剂浸取出来，取出膜并用去离子水洗涤，得到聚偏氟乙烯多孔膜；(4)将洗涤过的聚偏氟乙烯多孔膜在处理液中进行接枝反应，得到具有功能基团的多孔聚偏氟乙烯膜；聚偏氟乙烯溶液的重量浓度为3～10％；添加剂为邻苯二甲酸二丁酯DBP、聚乙烯醇PVA或聚乙烯吡咯烷酮PVP；有机溶剂为二甲苯、N,N‑二甲基甲酰胺、N,N‑二甲基乙甲酰胺、二甲基亚砜或N‑基吡咯烷酮；溶出剂为乙醇、甲醇或去离子水；处理液为硫酸、丙烯酸或丙烯酰胺；步骤(3)中，聚偏氟乙烯多孔膜的平均孔径为50nm～500nm，聚偏氟乙烯多孔膜的孔隙率为40～80％。