[发明专利]PVDF-PVIm共混物膜材料及阴离子交换膜

权利要求书

1.一种VIm聚合物膜材料，其分子结构如式(Ⅰ)所示：

2.一种PVDF-PVIm共混物膜材料，其为PVDF与如权利要求1所述的VIm聚合物膜材料的混合物。

3.一种PVDF-PVIm共混物阴离子交换膜，其包括如权利要求2所述的共混物膜材料；所述阴离子交换膜的离子交换容量为1.10-2.60mmol/g，吸水率为25％-89％，离子选择透过率为66％-99％，拉伸强度为2-13Mpa；并且，当电流密度为20mA/cm²，操作时间为150min时，0.2mol/L的NaCl溶液的脱盐率为78％-100％。

4.一种如权利要求3所述的PVDF-PVIm共混物阳离子交换膜的制备方法，其包括：

步骤A，将PVDF、含咪唑基和/或咪唑盐酸盐的可聚合单体溶解于第Ⅰ溶剂，然后加入反应助剂，进行聚合反应，聚合反应结束并降温后，逐滴加入活化剂，进行活化反应，得到含PVDF-PVIm共混物的铸膜液；

步骤B，将含PVDF-PVIm共混物的铸膜液脱泡后涂覆在衬底上，干燥后将膜从衬底上揭下，然后将膜浸泡于第Ⅱ溶剂中以将阴离子从Br^-转化为Cl^-，用去离子水反复冲洗，得到PVDF-PVIm共混物阴离子交换膜；

所述含咪唑基和/或咪唑盐酸盐的可聚合单体为乙烯基咪唑；

所述反应助剂包括引发剂和交联剂；所述交联剂包括1,6-二溴己烷和/或1,4-二溴丁烷。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤A中，含咪唑基和/或咪唑盐酸盐的可聚合单体与PVDF的质量比为1:(1-3)。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

所述PVDF、含咪唑基和/或咪唑盐酸盐的可聚合单体的总质量与引发剂的质量比为1:(0.001-0.1)；

所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化苯甲酰中的一种或几种；所述PVDF、含咪唑基和/或咪唑盐酸盐的可聚合单体的总质量与交联剂的质量比为1:(0.01-0.5)；

所述交联剂为1,6-二溴己烷。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，

所述PVDF、含咪唑基和/或咪唑盐酸盐的可聚合单体的总质量与引发剂的质量比为1:(0.01-0.1)；

所述PVDF、含咪唑基和/或咪唑盐酸盐的可聚合单体的总质量与交联剂的质量比为1:(0.1-0.5)。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

所述聚合反应的温度为60-90℃；所述聚合反应的时间为3-10h；

和/或，所述含咪唑基和/或咪唑盐酸盐的可聚合单体与活化剂的摩尔比为1:(0.5-1)；所述活化剂为溴代正己烷。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，

所述聚合反应的温度为60-80℃；所述聚合反应的时间为5-10h；

和/或，所述含咪唑基和/或咪唑盐酸盐的可聚合单体与活化剂的摩尔比为1:(0.6-0.9)。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述PVDF、含咪唑基和/或咪唑盐酸盐的可聚合单体的总质量与第Ⅰ溶剂的体积之比为1:(1-15)；所述第Ⅰ溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基乙酰胺中的一种或几种。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述PVDF、含咪唑基和/或咪唑盐酸盐的可聚合单体的总质量与第Ⅰ溶剂的体积之比为1:(5-10)。

12.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第Ⅱ溶剂为包括氯化钠水溶液和/或氯化钾水溶液；所述浸泡时间为24h。

13.如权利要求3所述的PVDF-PVIm共混物阴离子交换膜或如权利要求4-12中任意一项所述的方法制备的PVDF-PVIm共混物阴离子交换膜在分离过程中的应用；所述分离过程包括电渗析分离过程和扩散渗析分离过程。