[發(fā)明專利]一種共軛型支化陰離子交換膜、制備方法及應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310496472.X
• 申請(qǐng)日: 2023-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN116574371A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚進(jìn);何慶一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波中科氫易膜科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L77/06
• 分類號(hào): C08L77/06;C08J5/22;C08G69/26;C08G69/28;C25B9/23;C25B1/04
• 代理公司: 深圳泛航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44867
• 代理人: 張智軼

1.一種共軛型支化陰離子交換膜，其特征在于，陰離子交換膜為共軛型支化聚合物，結(jié)構(gòu)式如下：

其中x代表支化度％，x的范圍為1-20；

R為下列中的一種或多種：

M為下列中的一種或多種：

Q＝F、Cl、Br、I

2.一種權(quán)利要求1所述的共軛型支化陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

惰性氣氛、-10-20℃下，將催化劑置于有機(jī)溶劑a中攪拌10-120min后，滴加聚合單體混合液開始反應(yīng)；

反應(yīng)24-144h后用堿性溶液淬滅，之后萃取得到聚合物前體；

將所述聚合物前體溶于有機(jī)溶劑b中，惰性氣氛下加入胺類溶液，20-80℃下反應(yīng)24-72h，有機(jī)溶劑下沉出聚合物，水洗2-8次后真空干燥得到聚合物；

將所述聚合物溶解在有機(jī)溶劑b中，經(jīng)過濾、脫泡后澆筑成膜，得到所述共軛型支化陰離子交換膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的共軛型支化陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，所述惰性氣氛為氮?dú)饣驓鍤狻?/p>

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的共軛型支化陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，所述催化劑為副族金屬及其相應(yīng)氧化物、鹵化物中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的共軛型支化陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑a為甲醇、乙醇、N,N’-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、乙醚、丙酮、四氫呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、石油醚中的一種或多種混合；所述有機(jī)溶劑b為N-甲基吡咯烷酮、N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜中的一種或多種溶劑按任意比的混合。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的共軛型支化陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，所述聚合單體混合液為二、三官能度酰氯單體的混合液，所述聚合單體混合液占整個(gè)體系的摩爾比為0.1-15％。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的共軛型支化陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，所述二官能度酰氯單體選自對(duì)苯二甲酰氯、聯(lián)苯二甲酰氯；三官能度酰氯單體選自均苯三甲酰氯、1,3,5-三(對(duì)甲酰氯基)苯、3,4',5-三酰基氯-1,1-聯(lián)苯、三(4-甲酰氯苯基)膦。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的共軛型支化陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，所述堿性溶液為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸鉀中的一種或多種水溶液；所述胺類溶液為三甲胺水溶液。

9.一種共軛型支化陰離子交換膜的應(yīng)用，其特征在于，所述共軛型支化陰離子交換膜為權(quán)利要求1的共軛型支化陰離子交換膜，或者權(quán)利要求2-8中任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的共軛型支化陰離子交換膜，所述共軛型支化陰離子交換膜用于堿性電解水制氫。

10.據(jù)權(quán)利要求9所述的陰離子交換膜的應(yīng)用，其特征在于，所述共軛型支化陰離子交換膜在堿性電解水制氫的應(yīng)用，包括以下步驟：

(1)膜電極制備：將共軛型支化陰離子交換膜溶解在極性有機(jī)溶劑中得到離聚物溶液；將催化劑Pt/C和IrO₂均勻分散在分散劑中配制成催化劑溶液；分別取離聚物溶液與催化劑溶液，混合均勻后，均勻噴涂在共軛型支化陰離子交換膜兩側(cè)，制成膜電極；然后在堿性溶液中進(jìn)行離子交換；

(2)組裝電解水裝置：將膜電極夾在陰陽極之間來組裝電解水裝置。