[發明專利]一種接枝型聚離子液體聚酰亞胺膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810957039.0
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN108993180B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 焉曉明;高毅超;賀高紅;阮雪華;代巖;鄭文姬;潘昱
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01D71/78
• 分類號: B01D71/78;B01D67/00;B01D53/22
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

1.一種接枝型聚離子液體聚酰亞胺膜，其特征在于，接枝型聚離子液體聚酰亞胺膜如下：

其中Ar的結構：

其中：x＝0.1～0.8；R為引入基團，包括甲基、丙基、芐基、丙醇基。

2.權利要求1所述的接枝型聚離子液體聚酰亞胺膜的制備方法，其特征在于，步驟如下：

(1)二胺單體的合成：將二氫吲哚-2,3-二酮溶于三氟甲磺酸中，冰浴下加入苯胺后撤去冰浴，室溫下反應8小時后得到溶液，隨后加入溶液A中和，二氯甲烷萃取，在展開劑A作用下用凝膠色譜分離出二胺單體后減壓蒸發，抽真空干燥后得到二胺單體；

所述的二氫吲哚-2,3-二酮：苯胺的摩爾比為1:4；

所述的三氟甲磺酸與二氫吲哚-2,3-二酮的摩爾比為15～20:1；

所述的溶液A為NaOH、KOH溶液中的一種；

所述的展開劑A為二氯甲烷：甲醇摩爾比10:1的溶液；

(2)聚酰亞胺聚合物制備：二胺單體溶于溶劑A中，后加入二酐單體室溫下攪拌10min，后加熱到180℃并持續攪拌8小時，冷卻后在過量的沉淀劑A沉淀中沉淀、洗滌、真空干燥，即得到聚合物；

所述的溶劑A為間甲酚、苯酚、硝基苯中的一種；

所述的沉淀劑A為甲醇、乙醇、乙腈中的一種；

所述的二酐單體與二胺單體的摩爾比為1:1；

(3)接枝型聚離子液體材料制備：室溫下在惰性氣氛中將聚酰亞胺聚合物溶于無水B溶劑中攪拌；然后，將鹵代物注入反應溶液中，并密封；將溫度升至80℃攪拌30小時后，冷卻至室溫將所得聚合物沉淀至過量沉淀劑B中，洗滌、真空干燥，得到接枝型PIL材料；

所述的沉淀劑B為乙醚、丙酮中的一種；

所述的鹵代物與聚酰亞胺聚合物的摩爾比為1.8：1；

所述的溶劑B為DMF、DMAC、NMP中的一種；

所述的鹵代物為碘甲基、碘乙烷、芐基溴、3-溴-1-丙醇中的一種；

(4)氟功能化的聚離子液體膜制備：在室溫下，將LiTFSI溶于溶劑B，并將其加入到含PIL的溶劑B中；在室溫繼續攪拌18小時，將所得溶液沉淀到過量沉淀劑B中，洗滌，真空干燥，得到氟功能化的聚離子液體材料；

將氟功能化的聚離子液體材料溶于溶劑C中，配成鑄膜液后澆鑄成膜；

所述的溶劑C為DMAC、NMP中的一種；

所述的LiTFSI與氟功能化的聚離子液體材料的摩爾比為2:1；

所述的鑄膜液w/v為3～10％。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中的干燥條件為：溫度為80～120℃，時間為12小時以上。

4.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中的干燥條件為：溫度為30～60℃，時間為12小時以上。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟(3)中的干燥條件為：溫度為40～80℃，時間為8小時以上。

6.根據權利要求2、3或5所述的制備方法，其特征在于：步驟(4)中的干燥條件為：溫度為40～80℃，時間為24小時以上。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟(4)中的干燥條件為：溫度為40～80℃，時間為24小時以上。

8.根據權利要求2、3、5或7所述的制備方法，其特征在于：澆鑄法成膜的烘干溫度為50～80℃，時間為24～48小時。

9.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：澆鑄法成膜的烘干溫度為50～80℃，時間為24～48小時。

10.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：澆鑄法成膜的烘干溫度為50～80℃，時間為24～48小時。