[發明專利]交聯型聚苯并咪唑多孔分離膜在液流電池中的應用

在審

• 申請號: 201310693023.0
• 申請日: 2013-12-15
• 公開（公告）號: CN104716352A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 李先鋒;張華民;段寅琦
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;C08J9/00;C08J3/24;C08G73/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.交聯型聚苯并咪唑多孔分離膜在液流電池中的應用，其特征在于：所述多孔分離膜材料為交聯型聚苯并咪唑高分子材料，

所述聚苯并咪唑為均聚物，均聚物結構通式如下：

其中R₁為以下結構中的一種：

其中n代表聚合物結構單元數，為10-200的正整數；R₂和R₃分別為氫原子、C₁-C₄飽和烷烴基團或者C₂-C₄不飽和烷烴基團中的一種，R₂和R₃可以是相同或不同的基團；

或，所述聚苯并咪唑為共聚物，共聚物結構通式如下,

共聚物可以為無規共聚物或是嵌段共聚物，其中m,n代表聚合物結構單元數，為10-200的正整數，0＜n/m+n≤0.8,0.2≤m/m+n＜1；

其中R₁和R2分別代表下述結構之一：

R₃和R₄分別為氫原子、C₁-C₄飽和烷烴基團或者C₂-C₄不飽和烷烴基團中的一種，R₃和R₄可以是相同或不同的基團。

2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述的聚苯并咪唑為共聚物，當R₁為以下含吡啶基團的結構單元之一時，

R₂可以含有醚鍵及不同取代基的結構之一：

其中：R₃和R₄分別為氫原子、C₁-C₄飽和烷烴基團或者C₂-C₄不飽和烷烴基團中的一種，R₃和R₄可以是相同或不同的基團。

3.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述交聯型聚苯并咪唑多孔分離膜制備過程如下：

1)將權利要求1所述的聚苯并咪唑溶于DMSO、DMF和DMAC一種或二種以上的溶劑中、或溶于DMSO、DMF和DMAC一種或二種以上與THF和/或正己烷的混合溶劑中，形成濃度為5-40wt%的聚合物溶液；

2)將聚合物溶液涂于玻璃板或無紡布上，將涂好的溶液在空氣中揮發0-20分鐘，然后浸入水中1-60分鐘，形成聚苯并咪唑多孔分離膜，膜厚度在20-1000um；

3)將聚苯并咪唑多孔分離膜浸泡于含有交聯劑的溶液中，在25-100℃條件下，浸泡0.5-200小時，得到交聯型聚苯并咪唑多孔分離膜。

4.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，所述交聯劑為二鹵代的烷烴或芳香烴,如鄰二氯芐基苯、間二氯芐基苯、對二氯芐基苯、二氯乙烷、二氯丙烷、二氯丁烷，如鄰二溴芐基苯、間二溴芐基苯、對二溴芐基苯、二溴乙烷、二溴丙烷、二溴丁烷中的一種或二種以上；溶液溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇中的一種或二種以上的混合溶劑。

5.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，所述交聯劑的濃度在1-60wt%，反應溫度25-60度，交聯時間2-20小時。

6.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：

溶劑或混合溶劑中DMSO、DMF和DMAC一種或二種以上的體積含量為70-100wt%。

7.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：所述液流電池包括全釩液流電池、鋅/溴液流電池、多硫化鈉/溴液流電池、鐵/鉻液流電池、釩/溴液流電池或鋅/鈰液流電池。

8.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：共聚物的重均分子量在5000-800000之間。