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公开(公告)号：CN117983077A
公开(公告)日：2024-05-07
申请号：CN202410147063.3
申请日：2024-02-01
申请人： 中国科学技术大学
摘要： 本发明提供了一种用于一价阳离子分离的二维荷正电亚纳米通道薄膜的制备方法。本发明提供了具有二维荷正电的Co‑Al水滑石纳米片，通过层层自组装构造二维纳米片薄膜，构造荷正电的限域通道分离荷正电一价离子，且性能优异。其中，在具有限域离子传输通道的基础上，在通道壁面上修饰以正电荷和氢键，放大这种微化学环境的作用，锂、钠、钾三种离子部分脱水后进入通道，由于三种离子水合半径不同，导致电荷密度不同，进而通道对比阻力差异明显，实现优异的分离效果；可以实现自支撑成膜，机械柔性较好，离子的渗透性较好；并且，膜在进入水中后层间距保持不变，与干态下相同，不存在二维通道薄膜膨胀的问题，有较好的稳定性，适合实际应用。
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公开(公告)号：CN112940226B
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202110142248.1
申请日：2021-02-02
申请人： 中国科学技术大学
摘要： 本发明提供了一种包括式(Ⅰ)所示基团或式(Ⅱ)所示基团的聚电解质材料，本申请还提供了聚电解质材料的制备方法与聚电解质材料形成的碱性聚电解质膜。本申请采用超酸催化Friedel‑Crafts聚合的方法制备通用型均聚物或共聚物主链，通过对所制备的聚合物主链卤甲基化后可接枝多种碱稳定性优异的阳离子交换基团，最终制备得到侧链型碱性聚电解质膜。本申请提供的碱性聚电解质膜兼具优异的机械强度、抗溶胀性能、离子电导率和化学稳定性。
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公开(公告)号：CN115572463A
公开(公告)日：2023-01-06
申请号：CN202211246720.7
申请日：2022-10-12
申请人： 中国科学技术大学
摘要： 本发明提供了一种链折叠规整结构阴离子交换膜，由铸膜液成膜后经退火得到；所述铸膜液中包括具有式1所示结构的功能化聚合物。本发明中的阴离子交换膜在每个功能化单元间都具有固定长度的烷基链间隔，这种规整的化学结构可以赋予高分子链段独特的链折叠自组装行为，功能化基团会分布在链折叠结构的外围，形成高度规整的离子传输通道，可实现离子的选择性高效传输。本发明还提供了一种链折叠规整结构阴离子交换膜的制备方法。
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公开(公告)号：CN110898862A
公开(公告)日：2020-03-24
申请号：CN201911255856.2
申请日：2019-12-09
申请人： 中国科学技术大学先进技术研究院
IPC分类号： B01J43/00
摘要： 本发明公开了一种基于静电自组装的双极膜制备方法以及双极膜，通过将磺酸型聚苯醚阳离子交换膜液均匀地流延在基体上并将基体放置在加热板上加热，直至磺酸型聚苯醚阳离子交换膜液中的部分磺酸基团发生交联，得到致密交联型阳离子交换膜层；在致密交联型阳离子交换膜层的两侧分别加入预先制备的氢氧化铁胶体溶液和去离子水，搅拌氢氧化铁胶体溶液以在致密交联型阳离子交换膜层上静电自组装得到金属氢氧化物胶体纳米颗粒；将金属氢氧化物胶体纳米颗粒作为中间层，并在致密交联型阳离子交换膜携带有金属氢氧化物胶体纳米颗粒的一面喷涂季胺型聚苯醚阴离子交换膜液，烘干季胺型聚苯醚阴离子交换膜液以得到双极膜。
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公开(公告)号：CN116288458A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310223288.8
申请日：2023-03-09
申请人： 中国科学技术大学
IPC分类号： C25B11/036 , C25B11/091 , C25B11/032 , C25B1/04
摘要： 本发明提供了一种碱性膜电解水制氢膜电极及基于其的电解水制氢装置，包括碱性膜和分立于碱性膜两侧的阳极扩散电极和阴极扩散电极；阳(阴)极扩散电极是在阳(阴)极多孔扩散层的一侧通过喷涂阳(阴)极催化剂浆料而形成有阳(阴)极催化剂层，阳(阴)极催化剂浆料中含有阳(阴)极催化剂粉末和含交联位点的碱性离聚物，在喷涂制备阳(阴)极催化剂层时通过加热使碱性离聚物的交联位点发生热交联从而固定阳(阴)极催化剂层。本发明的碱性膜电解水制氢膜电极具有电阻低、电解水制氢电流密度高、耐电解液冲刷、耐高电位、稳定性好等诸多优势，且整个膜电极制备过程简单、没有额外的复杂步骤。
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公开(公告)号：CN114853985B
公开(公告)日：2023-06-16
申请号：CN202210628838.X
申请日：2022-06-06
申请人： 中国科学技术大学
IPC分类号： C08G61/02 , H01M8/1023
摘要： 本发明提供了一种简单、经济、反应条件温和的合成路线制备式(I)结构的季铵化无醚共轭芳香聚合物材料，进而制备了无醚共轭芳香主链的自交联阴离子交换膜。本发明无醚共轭芳香聚合物主链中不含芳醚键，因此，确保阴离子交换膜即使在高浓度热碱条件下也不会发生主链醚裂解。主链中的双键基团可在加热成膜过程中发生自交联，交联结构使制备的阴离子交换膜即使在高IEC下仍具有优异的机械强度。同时共轭主链间的π‑π堆积相互作用可有效构筑长程有序离子通道，提高离子传导率。
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公开(公告)号：CN115505105A
公开(公告)日：2022-12-23
申请号：CN202211163608.7
申请日：2022-09-23
申请人： 中国科学技术大学
摘要： 本发明提供了一种高性能碱性聚电解质膜及其制备方法，包括如下步骤：将具有共轭作用的芘结构通过Friedel–Crafts聚合引入到无醚芳基骨架中，接着对聚合物进行季胺化引入功能基团，最终得到高性能碱性聚电解质膜。其中主链中芘结构间的π‑π作用诱导聚合物主链堆积，形成规整通道，获得高电导率。同时采用酸催化Friedel–Crafts聚合方法，合成无醚芳基主链，获得高耐碱稳定性。本发明提供了一种工艺简单、综合性能优异的碱性聚电解质膜的制备方法，所制备得到的碱性聚电解质膜兼具优异的机械强度、抗溶胀性能、离子电导率和化学稳定性。
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公开(公告)号：CN115449107A
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN202211247263.3
申请日：2022-10-12
申请人： 中国科学技术大学
摘要： 本发明提供了一种柔性三维网络结构碱性聚电解质膜，将阴离子功能化聚合物成膜后，进行离子交换得到。本发明中的柔性三维网络结构的碱性聚电解质膜同时兼具刚性材料的微孔特性以及柔性材料的优良可加工性。聚合物中具有非共平面扭曲结构的螺二芴单元充当刚性的网络节点，迫使分子链段朝不同方向伸展，从而形成疏松的网络结构，进而形成大量的自由体积和微孔。本发明中所制备的三维网络聚合物具有一定的柔性和伸缩性，可在溶剂中经充分溶胀形成均匀胶体，便于进行改性和功能化反应，具有优良的可加工性。本发明还提供了一种柔性三维网络结构碱性聚电解质膜的制备方法。
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公开(公告)号：CN113621131B
公开(公告)日：2022-10-28
申请号：CN202111079824.9
申请日：2021-09-15
申请人： 中国科学技术大学
摘要： 本发明提供了一种式(I)或式(II)结构的聚合物电解质材料的制备方法及碱性聚电解质膜，包括以下步骤：首先采用超酸催化的傅克反应制备得到无芳醚的聚合物主链；接着采用铃木偶联反应引入带有活性反应位点的侧链；最后采用门秀金反应接枝多种碱稳定性优异的阳离子交换基团。本申请制备的碱性聚电解质膜结构可调，通过铃木偶联反应引入带有活性反应位点的侧链，可以灵活的接枝多种碱稳定性优异的离子交换基团；所制备的碱性聚电解质膜具有离子电导率高、使用寿命长、抗溶胀性能高、机械性能优异等诸多优势。整个聚合物分子结构中没有碱稳定性敏感的基团，有利于该类聚合物电解质膜材料在燃料电池、水电解等高PH环境下长期使用。
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公开(公告)号：CN112940226A
公开(公告)日：2021-06-11
申请号：CN202110142248.1
申请日：2021-02-02
申请人： 中国科学技术大学
摘要： 本发明提供了一种包括式(Ⅰ)所示基团或式(Ⅱ)所示基团的聚电解质材料，本申请还提供了聚电解质材料的制备方法与聚电解质材料形成的碱性聚电解质膜。本申请采用超酸催化Friedel‑Crafts聚合的方法制备通用型均聚物或共聚物主链，通过对所制备的聚合物主链卤甲基化后可接枝多种碱稳定性优异的阳离子交换基团，最终制备得到侧链型碱性聚电解质膜。本申请提供的碱性聚电解质膜兼具优异的机械强度、抗溶胀性能、离子电导率和化学稳定性。
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