一种交联阴离子膜及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种高性能交联型阴离子膜及其制备方法，所述阴离子膜由含苄基卤基团的聚合物通过双胍或多胍交联制备而成，该类膜可应用于燃料电池和酸性电解质液流储能电池中。膜结构更加紧密，形变、含水率较低，离子选择性好，由于正电荷分布更加分散，热稳定性，耐氧化稳定性更好。双胍或多胍交联阴离子膜的强碱性，能更好地阻隔全钒液流储能电池中钒离子的迁移，同时交联能抑制溶胀，能进一步抑制钒离子的迁移，提高电池的库仑效率至99％以上，表现出高稳定性、高电导率和低溶胀率。

主权项

一种交联阴离子膜的制备方法，其特征在于：所述阴离子膜按如下过程制备：1）Vilsmeyer salt的制备以四烷基脲或四烷基硫脲为原料溶于溶剂中，与草酰氯反应制备Vilsmeyer salt；2）单胍的制备以步骤1）中得到的Vilsmeyer salt为原料溶于溶剂中，与烷基胺反应制备单胍；3）双胍的制备将步骤1）中得到的1摩尔份数的Vilsmeyer salt溶于溶剂中，然后加入0.05～5摩尔份数的二元胺和0.1～10摩尔份数三乙胺，升温至40℃～150℃反应至少4小时以上；停止反应，在搅拌下加入碱溶液至溶液澄清，分离有机相，除去有机相中溶剂和三乙胺，干燥即得到双胍；4）多胍的制备将步骤3）制备的1摩尔份数双胍溶于溶剂中，然后加入n摩尔份数二元卤化物在20℃～150℃下反应至少2小时以上，即制备得到多胍，其中0<n<1；5）交联反应将含有1摩尔份数苄基卤基团的含苄基卤基团聚合物，加入溶剂溶解后，加入m摩尔份数步骤2）制得的单胍，在20℃～100℃下反应1小时以上，再加入（1‑m）/2至5摩尔份数步骤3）制得的双胍或步骤4）制得的多胍，在20℃～100℃下反应0.1～2小时，其中0≤m﹤1；6）成膜将上述步骤5）制得的溶液制备成膜。