[發明專利]具有耐堿穩定性的堿性陰離子交換復合膜及其制備和應用

無效

• 申請號: 201210002922.7
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102544547A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 喬錦麗;張璟;劉玲玲
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M2/16;C08J7/12;C08J5/22
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

1.一種具有耐堿穩定性的堿性陰離子交換復合膜，其組分按質量百分比包括：50-95％的含氧基水溶性聚乙烯醇PVA、5-50％的含有季銨基團的水溶性聚合物和0-45％的水溶性增塑劑。

2.根據權利要求1所述的一種具有耐堿穩定性的堿性陰離子交換復合膜，其特征在于：所述的含有季銨基團的水溶性聚合物為聚二烯丙基二甲基氯化胺PDDA、季銨化羥乙基乙氧基纖維素QHECE以及聚丙烯酰胺-共-二烯丙基氯化胺PAADDAC。

3.根據權利要求1所述的一種具有耐堿穩定性的堿性陰離子交換復合膜，其特征在于：所述的水溶性增塑劑為聚乙二醇PEG、聚乙二醇甲基醚PEGME、聚乙二醇二甲基醚PEGDE、聚乙二醇二酐醇醚PEGDCE、聚乙烯醇二羧基甲基醚PEGBCME。

4.根據權利要求1所述的一種具有耐堿穩定性的堿性陰離子交換復合膜，其特征在于：所述的含氧基水溶性聚乙烯醇PVA的分子量范圍為低分子量40000＜Mw＜70000、中分子量89000＜Mw＜98000或高分子量124000＜Mw＜186000；所述含有季銨基團的水溶性聚合物為聚二烯丙基二甲基氯化胺，其分子量范圍為超低分子量Mw＜100000、低分子量100000＜Mw＜200000、中分子量200000＜Mw＜350000或高分子量400000＜Mw＜500000。

5.一種具有耐堿穩定性的堿性陰離子交換復合膜的制備方法，包括：

(1)將含氧基水溶性聚乙烯醇PVA溶于去離子水中，于80-100℃下攪拌至透明均一溶液，然后將含有季銨基團的水溶性聚合物和水溶性增塑劑溶于去離子水中，攪拌，得到均一混合溶液，再使所述的混合溶液自然干燥成膜，得到聚合物膜；

(2)將上述聚合物膜經熱處理物理法交聯，然后再進一步經交聯劑進行化學交聯，最后浸置于KOH溶液中進行離子交換即可。

6.根據權利要求5所述的一種具有耐堿穩定性的堿性陰離子交換復合膜的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中的熱處理物理法交聯的溫度為80-180℃，時間為15min-7h；所述的化學交聯時間為15min-7h，交聯劑為戊二醛。

7.根據權利要求5所述的一種具有耐堿穩定性的堿性陰離子交換復合膜的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中的熱處理物理法交聯的溫度為100-150℃，時間為30min-2h。

8.根據權利要求5所述的一種具有耐堿穩定性的堿性陰離子交換復合膜的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中的KOH溶液的濃度范圍為1-10mol/L。

9.一種具有耐堿穩定性的堿性陰離子交換復合膜應用于制備燃料電池。

10.根據權利要求9所述的一種具有耐堿穩定性的堿性陰離子交換復合膜應用于制備燃料電池，其特征在于：所述的燃料電池包括H₂/O₂燃料電池、H₂/空氣燃料電池、以甲醇、乙醇、丙醇、甘油或二甲醚為燃料的直接堿性液體燃料電池和金屬-空氣電池。