[發(fā)明專利]一種含沸石分子篩的共聚物膜材料的制備方法及應(yīng)用

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• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN114426644A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟凡寧;秦培勇;張新妙;欒金義;王占彬;李樹峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08F259/08
• 分類號: C08F259/08;C08F292/00;C08F212/14;C08F212/36;C08L51/00;C08L51/10;C08J5/22;B01D69/02;B01D67/00;C02F1/469;C02F103/08
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;卑瑩

1.一種含沸石分子篩的共聚物膜材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)：將聚偏氟乙烯加入堿溶液中進(jìn)行堿處理，得到堿處理后的聚偏氟乙烯，即堿化PVDF單體；將沸石分子篩在溶劑中分散，加入改性劑對沸石分子篩改性，使沸石分子篩表面接枝乙烯基，獲得改性沸石分子篩；

步驟(2)：將堿化PVDF單體、含磺酸基和/或磺酸鹽基的可聚合單體、改性沸石分子篩、反應(yīng)助劑于溶劑中混合，進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到含沸石分子篩的共聚物膜材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述含磺酸基和/或磺酸鹽基的可聚合單體為含磺酸基和/或磺酸鹽基的乙烯基單體；優(yōu)選地，為含磺酸鈉的乙烯基單體；更優(yōu)選地，為苯乙烯磺酸鈉。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述的制備方法，其特征在于，按質(zhì)量比，含磺酸基和/或磺酸鹽基的可聚合單體∶堿化PVDF單體＝1∶(1-3)；按質(zhì)量比，改性沸石分子篩∶(堿化PVDF單體+含磺酸基和/或磺酸鹽基的可聚合單體)＝(0.03-0.10)∶1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中的堿溶液為NaOH和/或KOH溶液，堿處理的溫度為30-80℃，堿處理的時間為5-60min；優(yōu)選地，堿處理后經(jīng)過濾、洗滌、真空干燥，得到堿化PVDF單體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)助劑包括引發(fā)劑和交聯(lián)劑；優(yōu)選地，所述引發(fā)劑包括偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈和過氧化苯甲酰中的一種或幾種；和/或，所述交聯(lián)劑包括二乙烯苯和/或N,N-亞甲基雙丙烯酰胺。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的制備方法，其特征在于，所述改性沸石分子篩的制備方法包括：將沸石分子篩在溶劑中分散均勻，加入改性劑進(jìn)行接枝改性反應(yīng)，使沸石分子篩表面接枝乙烯基，接枝改性反應(yīng)完成后進(jìn)行固液分離，再經(jīng)干燥后獲得改性沸石分子篩；優(yōu)選地，分散沸石分子篩的溶劑包括正己烷、正庚烷、二氯甲烷和甲苯中的一種或幾種；優(yōu)選地，所述接枝改性反應(yīng)的溫度為80-120℃，接枝改性反應(yīng)的時間為5-24h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的制備方法，其特征在于，所述改性劑包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三丙氧基硅烷中的一種或幾種；優(yōu)選地，改性劑與沸石分子篩的質(zhì)量比為1:(2-20)；優(yōu)選地，沸石分子篩為Silicalite-1分子篩。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，聚合反應(yīng)的溫度為60-90℃；和/或，聚合反應(yīng)的時間為3-10h，優(yōu)選為5-10h；優(yōu)選地，步驟(2)中，所述溶劑包括N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺中的一種或幾種。

9.權(quán)利要求1-8任一項所述的制備方法獲得的含沸石分子篩的共聚物膜材料在制備離子交換膜中的應(yīng)用。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，將權(quán)利要求1-8所述的制備方法獲得的含沸石分子篩的共聚物膜材料溶解后得到鑄膜液，并將鑄膜液在襯底上制膜，干燥，得到陽離子交換膜。