[發明專利]一種基于富勒烯陰離子交換膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810002902.7
• 申請日: 2018-01-02
• 公開（公告）號: CN108219086B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 童慧
• 申請（專利權）人: 泰順永慶電力技術有限公司
• 主分類號: C08F292/00
• 分類號: C08F292/00;C08F212/08;C08F212/14;C08F220/44;C08J5/22;H01M8/1018;C08L51/10
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 趙艷

1.一種基于富勒烯陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)乙烯基咪唑鹽的制備：將乙烯基咪唑加入到有機溶劑中，后向其中加入2-甲氧基乙氧基甲基氯，室溫攪拌4-6小時，用乙酸乙酯洗4-6次，后在30-40℃下旋蒸移除溶劑；

2)基于富勒烯咪唑鹽的制備：將經過步驟1)制備得到的乙烯基咪唑鹽、無機阻聚劑和堿催化劑溶于乙腈中，在70-80℃下攪拌反應3-5小時，后向其中加入環氧氯丙烷，繼續攪拌20-30小時，后再向其中加入氨基改性富勒烯，在室溫下繼續攪拌4-6小時，并用水洗4-6次，后在40-50℃下旋蒸移除溶劑；

3)聚合物膜的制備：將步驟2)中得到的基于富勒烯咪唑鹽、聚合型單體和乳化劑混合，滴在玻璃板上，放入在氮氣氛圍下的輻射場內，采用高能電離射線輻射，輻照時間30-40分鐘；4)離子交換：將步驟3)中制備得到的聚合物膜浸泡在質量分數為10-20％的KOH溶液中60-70℃下68-80小時進行離子交換，最后將膜泡在去離子水中20-30小時，后取出在50-60℃的真空干燥箱中干燥10-12小時；

其中，步驟1)中所述乙烯基咪唑、有機溶劑、2-甲氧基乙氧基甲基氯的質量比為(4-5)：(12-20)：(5-7)；

步驟2)中所述乙烯基咪唑鹽、無機阻聚劑、堿催化劑、乙腈、環氧氯丙烷、氨基改性富勒烯的質量比為(2-3)：1:3:(10-15):1:1。

2.根據權利要求1所述的一種基于富勒烯陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，所述無機阻聚劑選自氯化鐵、硫化鈉、硫氰酸銨中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的一種基于富勒烯陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，所述堿催化劑選自氫化鈉、叔丁基醇鉀、氫氧化鉀中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的一種基于富勒烯陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑選自乙醚、乙酸乙酯、丙酮中的一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的一種基于富勒烯陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，步驟3)中所述基于富勒烯咪唑鹽、聚合型單體、乳化劑的質量比為(2-3)：(5-7)：(0.1-0.3)。

6.根據權利要求1所述的一種基于富勒烯陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，所述聚合型單體選自苯乙烯、磺化苯乙烯、丙烯腈、乙烯醇、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯中的一種或幾種。

7.根據權利要求1所述的一種基于富勒烯陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，所述乳化劑選自十二烷基苯磺酸鈉、聚氧丙烯聚乙烯甘油醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一種或幾種。

8.根據權利要求1所述的一種基于富勒烯陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，所述高能電離射線選自α射線、β射線、γ射線、x射線、電子束中的一種或幾種。

9.一種基于富勒烯陰離子交換膜，其特征在于，采用權利要求1-8任一項所述一種基于富勒烯陰離子交換膜的制備方法制備得到。

10.一種陰離子交換膜燃料電池，采用權利要求9所述一種基于富勒烯陰離子交換膜作為陰離子交換膜。