[發明專利]一種原位聚合法制備含氟聚芳醚復合陰離子交換膜的方法

有效

• 申請號: 201210351021.9
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN102863636A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 尚玉明;王要武;謝曉峰;徐敏;王金海;王樹博
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C08J5/22
• 分類號: C08J5/22;C08J3/24;C08L71/10;C08K13/02;C08K3/36;C08K3/22;C08K5/3445
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

1.一種原位聚合法制備含氟聚芳醚復合陰離子交換膜的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

（1）在惰性氣氛中，將無機納米粉體加入有機溶劑中，于0-30℃溫度下超聲并攪拌處理0.5-2小時，使其分散均勻；

（2）將氟取代聚芳醚陰離子聚合物加入上述混合液中充分攪拌至聚合物完全溶解；其中無機納米粉體與氟取代聚芳醚陰離子聚合物的質量比為1-25%，氟取代聚芳醚陰離子聚合物與有機溶劑的質量比為5-20%；

（3）攪拌下在上述混合液中加入活性復合組分至其溶解，得到混合溶液備用；所加活性復合組分與氟取代聚芳醚陰離子聚合物的質量比為1-40%；

（4）于0-30℃溫度下，將交聯催化劑加入上述混合液，攪拌混合均勻，得到制膜液；交聯催化劑加入量為步驟（3）中加入活性復合組分的0.1-10wt%；

（5）將上述制膜液涂覆于基板上，在60-80℃保持10-24小時后再在100-200℃保持6-24小時，脫膜后用去離子水洗滌除去雜離子，得到含氟聚芳醚復合陰離子交換膜；

步驟（2）中所述氟取代聚芳醚陰離子聚合物其結構式為式（Ⅰ），其數均分子量為5000-200000，功能化程度為15~95%；

式（Ⅰ）

式（Ⅰ）中Ar為

或；

Ar中R為H或Rf；

Rf為下列功能基團的一種：

，，，，；

其中X為F^-、Cl^-、?Br^-、I^-?或OH^-。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述惰性氣氛為氮氣或氬氣。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述無機納米粉體為納米二氧化硅、納米二氧化鈦、納米氧化鋯中的一種或一種以上。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述有機溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、1，2-二氯乙烷、乙腈、二甲基亞砜、二苯砜、環丁砜、N－甲基吡咯烷酮中的一種或一種以上。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述活性復合組分為1-乙烯基咪唑或1-烯丙基咪唑。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（4）中所述交聯催化劑為過氧化二苯甲酰、過氧化環己酮、偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈。