均相阴离子交换膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102731811102731811B(45)授权公告日2015.01.07(21)申请号201210205298.0(56)对比文件李洪涛.“高阻醇性质子交换膜的制备与膜(22)申请日2012.06.20性能的研究”.《中国博士学位论文全文数据库工(73)专利权人中国科学技术大学程科技Ⅱ辑（月刊），C042-59》.2011,(第09期),地址230026安徽省合肥市包河区金寨路和.96号审查员崔明(72)发明人徐铜文林小城(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人王旭(51)Int.Cl.C08J5/22(2006.01)C08J7/12(2006.01)C08L81/06(2006.01)C08L61/16(2006.01)C08L71/10(2006.01)C08L71/12(2006.01)B01J41/12(2006.01)H01M2/16(2006.01)H01M8/02(2006.01)权利要求书2页权利要求书2页说明书12页说明书12页(54)发明名称均相阴离子交换膜及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种均相阴离子交换膜及其制备方法。所述方法包括以下步骤：将卤甲基化的芳香族高聚物溶解在有机溶剂中形成待反应溶液；将所述待反应溶液和苯并咪唑类功能小分子混合并且进行亲核取代反应，以得到带有荷正电的苯并咪唑类功能小分子侧基的芳香族高聚物的铸膜液；和将所述铸膜液在基底上涂膜并且干燥，之后将基底移除，或者将所述铸膜液在增强织物上涂膜并且干燥，从而得到均相阴离子交换膜。CN102731811BCN102738BCN102731811B权利要求书1/2页1.一种均相阴离子交换膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：将卤甲基化的芳香族高聚物溶解在有机溶剂中形成待反应溶液；将所述待反应溶液和苯并咪唑类功能小分子混合并且进行亲核取代反应，以得到带有荷正电的苯并咪唑类功能小分子侧基的芳香族高聚物的铸膜液；和将所述铸膜液在基底上涂膜并且干燥，之后将基底移除，或者将所述铸膜液在增强织物上涂膜并且干燥，从而得到均相阴离子交换膜，其特征在于所述苯并咪唑类功能小分子具有由下式表示的结构：其中R1是烷基，并且R2是H或者烷基。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述卤甲基化的芳香族高聚物为卤甲基化的聚苯砜、聚醚砜、双酚A聚砜、聚醚醚酮、聚醚酮、聚苯醚、杂萘联苯聚醚砜、杂萘联苯聚醚砜酮、带酚酞侧基的聚芳醚酮、或带酚酞侧基的聚芳醚砜。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述有机溶剂为甲苯、氯苯、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的任何一种或它们的混合物。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述芳香族高聚物的卤甲基化程度为20mol％-100mol％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述待反应溶液的质量体积浓度为1-50m/v％。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述卤甲基化的芳香族高聚物中所含的卤甲基与苯并咪唑类功能小分子的摩尔比为1∶0.2～3。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于反应温度为0℃到130℃。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于反应时间为1-48h。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述基底为聚四氟乙烯板、聚乙烯膜、玻璃板、铝板或不锈钢板。10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于通过流延、刮膜、喷洒、浸渍、流动或旋转涂覆进行涂膜。11.一种均相阴离子交换膜，所述均相阴离子交换膜包括铸膜层，其中所述铸膜层由带有荷正电的苯并咪唑类功能小分子侧基的芳香族高聚物形成，所述带有荷正电的苯并咪唑类功能小分子侧基的芳香族高聚物是卤甲基化的芳香族高聚物与苯并咪唑类功能小分子的亲核取代反应产物，其特征在于所述荷正电的苯并咪唑类功能小分子侧基具有由下式表示的结构：2CN102731811B权利要求书2/2页其中R1是烷基，并且R2是H或者烷基。12.根据权利要求11所述的均相阴离子交换膜，其特征在于，所述卤甲基化的芳香族高聚物为卤甲基化的聚苯砜、聚醚砜、双酚A聚砜、聚醚醚酮、聚醚酮、聚苯醚、杂萘联苯聚醚砜、杂萘联苯聚醚砜酮、带酚酞侧基的聚芳醚酮、或带酚酞侧基的聚芳醚砜。3CN102731811B说明书1/12页均相阴离子交换膜及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及膜技术领域，更具体地说，涉及一种均相阴离子交换膜及其制备方法。背景技术[0002]阴离子交换膜广泛用于扩散渗析、电渗析、碱性燃料电池和化学传感器等领域，其性能及制备方法一直受到理论界和工业界的关注。均相阴离子交换膜由于其自身结构中固定的离子交换基团与主链通