[发明专利]具有耐碱稳定性的碱性阴离子交换复合膜及其制备和应用

权利要求书

1.一种具有耐碱稳定性的碱性阴离子交换复合膜，其组分按质量百分比包括：50-95％的含氧基水溶性聚乙烯醇PVA、5-50％的含有季铵基团的水溶性聚合物和0-45％的水溶性增塑剂。

2.根据权利要求1所述的一种具有耐碱稳定性的碱性阴离子交换复合膜，其特征在于：所述的含有季铵基团的水溶性聚合物为聚二烯丙基二甲基氯化胺PDDA、季铵化羟乙基乙氧基纤维素QHECE以及聚丙烯酰胺-共-二烯丙基氯化胺PAADDAC。

3.根据权利要求1所述的一种具有耐碱稳定性的碱性阴离子交换复合膜，其特征在于：所述的水溶性增塑剂为聚乙二醇PEG、聚乙二醇甲基醚PEGME、聚乙二醇二甲基醚PEGDE、聚乙二醇二酐醇醚PEGDCE、聚乙烯醇二羧基甲基醚PEGBCME。

4.根据权利要求1所述的一种具有耐碱稳定性的碱性阴离子交换复合膜，其特征在于：所述的含氧基水溶性聚乙烯醇PVA的分子量范围为低分子量40000＜Mw＜70000、中分子量89000＜Mw＜98000或高分子量124000＜Mw＜186000；所述含有季铵基团的水溶性聚合物为聚二烯丙基二甲基氯化胺，其分子量范围为超低分子量Mw＜100000、低分子量100000＜Mw＜200000、中分子量200000＜Mw＜350000或高分子量400000＜Mw＜500000。

5.一种具有耐碱稳定性的碱性阴离子交换复合膜的制备方法，包括：

(1)将含氧基水溶性聚乙烯醇PVA溶于去离子水中，于80-100℃下搅拌至透明均一溶液，然后将含有季铵基团的水溶性聚合物和水溶性增塑剂溶于去离子水中，搅拌，得到均一混合溶液，再使所述的混合溶液自然干燥成膜，得到聚合物膜；

(2)将上述聚合物膜经热处理物理法交联，然后再进一步经交联剂进行化学交联，最后浸置于KOH溶液中进行离子交换即可。

6.根据权利要求5所述的一种具有耐碱稳定性的碱性阴离子交换复合膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的热处理物理法交联的温度为80-180℃，时间为15min-7h；所述的化学交联时间为15min-7h，交联剂为戊二醛。

7.根据权利要求5所述的一种具有耐碱稳定性的碱性阴离子交换复合膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的热处理物理法交联的温度为100-150℃，时间为30min-2h。

8.根据权利要求5所述的一种具有耐碱稳定性的碱性阴离子交换复合膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的KOH溶液的浓度范围为1-10mol/L。

9.一种具有耐碱稳定性的碱性阴离子交换复合膜应用于制备燃料电池。

10.根据权利要求9所述的一种具有耐碱稳定性的碱性阴离子交换复合膜应用于制备燃料电池，其特征在于：所述的燃料电池包括H₂/O₂燃料电池、H₂/空气燃料电池、以甲醇、乙醇、丙醇、甘油或二甲醚为燃料的直接碱性液体燃料电池和金属-空气电池。