[发明专利]一种在吡啶功能化聚乙烯醇中引入双核吗啉离子液体构筑复合阴离子膜的方法

摘要

本发明涉及一种在吡啶功能化聚乙烯醇中引入双核吗啉离子液体构筑复合阴离子膜的方法。将溴代十二烷、吗啉、NaOH水溶液在加热条件下反应制得的中间体与1,4‑二溴丁烷反应得到溴代双核十二烷基吗啉[Nbmd]Br，将其烘干后进行碱化处理得到碱性十二烷基吗啉双核离子液体[Nbmd]OH。将溶解后的PVA粉末与FP在酸性条件下进行反应，后将[Nbmd]OH加入上述溶液中并滴加GA溶液发生交联反应得铸膜液。用流延法将铸膜液倒入玻璃板中，室温干燥后即得到PVA‑FP/[Nbmd]OH复合膜。本发明保证了季铵基团数量增加的同时，并没有导致膜过度溶胀引起机械性能的大幅降低，兼具了良好的热稳定性和耐碱稳定性。

主权项

一种在吡啶功能化聚乙烯醇中引入双核吗啉离子液体构筑复合阴离子膜的方法，其特征在于步骤如下：步骤（1）：将溴代十二烷，NaOH水溶液置于圆底烧瓶中，搅拌加热至40 oC；另将吗啉水溶液预热至70 oC后置入恒压滴液漏斗中，并将其缓慢滴入装有溴代十二烷和NaOH的圆底烧瓶中，加热至130 oC持续搅拌7 h；待反应产物冷却至室温后将其倒入分液漏斗中，得到上层液体即为中间体：十二烷基吗啉；步骤（2）：称取第一步制得的中间体于圆底烧瓶中，加入1,4‑二溴丁烷，其中1,4‑二溴丁烷与中间体十二烷基吗啉的摩尔比为1：2，在110 oC下加热搅拌7 h；将得到的黄色粘稠状液体置于50 oC真空干燥箱干燥24 h，得到溴代双核十二烷基吗啉[Nbmd]Br；称取适量[Nbmd]Br和KOH于锥形瓶中，然后加入过量无水乙醇溶液，室温搅拌48 h，直至不再有白色沉淀析出为止；将产物离心处理除去白色固体KBr，剩余液体通过减压蒸馏除去溶剂乙醇，将得到的黄色粘稠液体置于80 oC真空干燥箱中干燥48 h，即得到双核吗啉碱性离子液体[Nbmd]OH；步骤（3）：称取PVA粉末溶于去离子水中，在95‑100 oC下加热搅拌至透明均一溶液，得到质量分数为6%的PVA储备液；将4甲酰基1甲基吡啶苯磺酸盐 (FP) 加入上述储备液中，并加入HCL (37 wt.%)，室温下搅拌3 h后，加热至50 oC继续搅拌1 h；待其冷却至室温后，将[Nbmd]OH离子液体加入上述溶液中持续搅拌1 h后滴加GA溶液 (10 wt.%), 反应10 min后得铸膜液；采用流延法将铸膜液倒入玻璃板中，室温干燥3天即得到PVA‑FP/[Nbmd]OH复合膜。