1.一种兼具一价阴离子选择性和耐溶剂性阴离子交换膜的制备方法,包括如下步骤:
步骤(1)分别取一定的量的式(Ⅰ)所示的溴化聚苯醚、式(Ⅱ)所示的N‑丁基咪唑和式(Ⅲ)所示的聚乙烯亚胺(PEI),并将溴化聚苯醚和聚乙烯亚胺溶解于一定量的有机溶剂中得到一定浓度的稀溶液;
(2)将N‑丁基咪唑的溶解液加入溴化聚苯醚溶解液中在25‑60℃反应8‑24小时,得到咪唑功能化的溴化聚苯醚,再将聚乙烯亚胺溶解液加入咪唑功能化的溴化聚苯醚中搅拌进行反应,得到咪唑功能化的PEI共混溴化聚苯醚溶液;所述的溴化聚苯醚、N‑丁基咪唑与聚乙烯亚胺的摩尔比为1:0‑0.44:0‑0.04;
(3)将步骤(2)得到的咪唑功能化的PEI共混溴化聚苯醚铸膜液进行过滤去除杂质,再进行真空脱泡,之后将其浇铸在洁净的玻璃板上,在80℃下干燥12‑36小时,得到均相溴化聚苯醚类阴离子交换膜。
2.根据权利要求1所述的兼具一价阴离子选择性和耐溶剂性阴离子交换膜的制备方法,其特征在于:所述均相溴化聚苯醚类阴离子交换膜的一种结构如下所示:
该结构的X=0,0.01,0.02,0.03,0.04;Y=0.11,0.22,0.33,0.44。
3.根据权利要求1所述的兼具一价阴离子选择性和耐溶剂性阴离子交换膜的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述N‑丁基咪唑、溴化聚苯醚、聚乙烯亚胺在有机溶剂中搅拌
2‑8小时至完全溶解。
4.根据权利要求1所述的兼具一价阴离子选择性和耐溶剂性阴离子交换膜的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述的有机溶剂为二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、N‑甲基吡咯烷酮(NMP)的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的兼具一价阴离子选择性和耐溶剂性阴离子交换膜的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述的N‑丁基咪唑纯度为99%,所述溴化聚苯醚和聚乙烯亚胺溶液的质量浓度分别为6wt%和3wt%。
6.根据权利要求1所述的兼具一价阴离子选择性和耐溶剂性阴离子交换膜的制备方法,其特征在于:步骤(2)按照如下实施:取一定量的溶解好的溴化聚苯醚溶液于圆底单口烧瓶中,加入一定量的N‑甲基咪唑搅拌至反应完全,而后加入一定量的聚乙烯亚胺溶液,在磁力搅拌器装置上进行搅拌,所得的铸膜液用砂芯漏斗进行过滤操作以去除杂质和灰尘,即得到咪唑功能化溴化聚苯醚溶液。
7.根据权利要求6所述的兼具一价阴离子选择性和耐溶剂性阴离子交换膜的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,N‑丁基咪唑加入溴化聚苯醚溶解液的反应温度为0‑60℃,反应时间为4‑24小时;聚乙烯亚胺加入溴化聚苯醚溶解液的反应温度为0‑60℃,反应时间为1‑
24小时。
8.根据权利要求1所述的兼具一价阴离子选择性和耐溶剂性阴离子交换膜的制备方法,其特征在于:步骤(3)按照如下实施:将铸膜液进行真空脱泡后再将其倒在洁净的玻璃板上,然后于真空干燥箱中进行干燥,最后制得均相溴化聚苯醚类阴离子交换膜。
9.根据权利要求8所述的兼具一价阴离子选择性和耐溶剂性阴离子交换膜的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,离子交换膜烘干条件设定为80℃下真空干燥24小时。
10.根据权利要求8所述的兼具一价阴离子选择性和耐溶剂性阴离子交换膜的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,控制铸膜液倒入玻璃板的量使得均相溴化聚苯醚类阴离子交换膜的厚度为80‑160μm。