【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于离子交换膜，涉及一种聚合物多孔膜及其制备方法，具体涉及一种基于无机盐调控，或无机盐-有机分子模板协同调控的聚合物多孔膜及其制备方法与应用。
技术介绍
1、风能、太阳能等可再生能源具有明显的间歇性、不稳定性和不可控性的特点，导致大规模并网会影响电能平稳输出并带来电力系统的安全问题。寻求高效的能量转换和大规模的能量存储系统对于确保电网稳定性和可靠性变得越来越重要。离子交换膜是液流电池、燃料电池和电解水制氢装置的重要结构部件，通过选择性传导离子从而实现电池结构中完整回路的构建。商业化全氟磺酸离子交换膜，例如nafion膜，其由聚四氟乙烯疏水性骨架和含磺酸基团的亲水性侧链组成，其中磺酸基团能够通过自组装形成连续的纳米级亲水通道，使其具有优异的离子传导能力。此外，ptfe主链结构在苛刻条件下具有高化学稳定性。然而，全氟磺酸膜的高成本和低离子选择性渗透率限制着其商业化应用。
2、芳香聚合物膜材料，如聚醚酮砜、聚醚醚酮、聚砜、聚芳醚酮和聚苯醚等，因成本低、机械性能好等优点，在能量转化和储存应用中得到了广泛的关注。常通过改变聚合物上离子交换基团的数量和接入位置，调控膜内亲水相和疏水相的极性差异，从而诱导亲/疏水微相分离结构，构筑离子传导通道。在现有改性策略中，荷电亲水结构设计可在膜内构筑亲水通道，强化传质，但其电荷特性会改变主链电子云的分布，导致其稳定性下降。而多孔结构设计能在不改变膜原有稳定性的情况下，降低其传质阻力。多孔膜的性能取决于孔结构，主要由膜的制备方法决定，常用方法有相转化法和模板法等。当孔结构吸收电解液后
3、因此，如何对制备聚合物多孔膜的方法进行优化，寻求一种能够保证聚合物多孔膜具有适当大小的窄而联通的孔结构以满足膜的离子传导性和离子选择性的平衡的新技术，已然成为业界研究人员长期以来一直努力的方向。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种基于无机盐，或无机盐-有机分子模板协同调控的聚合物多孔膜的制备方法，以克服现有技术中的不足。
2、本专利技术的另一目的还在于提供所述聚合物多孔膜的应用。
3、为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
4、本专利技术实施例提供了一种聚合物多孔膜的制备方法，其包括：
5、使聚合物、溶剂、无机盐模板、选择性加入或不加入的有机分子模板均匀混合，形成混合液；
6、使所述混合液施加于基材上，之后加热使溶剂被去除，得到致密的聚合物膜；
7、采用刻蚀剂对所述聚合物膜进行刻蚀，制得聚合物多孔膜。
8、在一些实施例中，所述所述无机盐模板包括氯化亚铁、氯化铁、氯化铬、氯化锌等中的任意一种或两种以上的组合。
9、在一些实施例中，所述有机分子模板包括邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二苯酯、聚乙二醇、聚乙烯亚胺等中的任意一种或两种以上的组合。
10、本专利技术实施例还提供了一种聚合物多孔膜，它是由前述制备方法制备得到的。
11、本专利技术实施例还提供了前述的聚合物多孔膜于液流电池、燃料电池或电解水制氢等领域中的应用。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
13、1)本专利技术提供的制备方法通过调控铸膜过程中无机盐模板或有机分子模板的种类和含量，优化离子选择传导过程，制备的聚合物多孔膜的孔尺寸、孔形貌、孔径分布以及孔的连通性均可以调控，同时具有高离子传导能力、高机械性能和高离子选择渗透率；
14、2)本专利技术提供的制备工艺简单，易于产业化，成本低廉；
15、3)本专利技术制备的聚合物多孔膜材料在燃料电池、液流电池和电解水制氢等电化学器件领域有着巨大的应用潜力。
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1.一种聚合物多孔膜的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：先将聚合物溶于溶剂中形成聚合物溶液，再将无机盐模板、选择性加入或不加入的有机分子模板分散于所述聚合物溶液中，得到所述混合液。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述聚合物包括聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯并咪唑、聚芳哌啶、聚芳吡啶、聚乙烯吡啶中的任意一种或两种以上的组合；
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述无机盐模板包括氯化亚铁、氯化铁、氯化铬、氯化锌中的任意一种或两种以上的组合；
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：若以无机盐模板和聚合物的质量和为100％计算，则无机盐模板的质量百分含量为1～80％，其余为聚合物；
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括：通过超声或搅拌使所述聚合物溶液、无机盐模板与选择性加入或不加入的有机分子模板充分混合；
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：将所述聚合物膜在刻
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述刻蚀剂包括用于去除无机盐模板的第一刻蚀剂，优选的，所述刻蚀剂还包括用于去除有机分子模板的第二刻蚀剂，其中，所述第一刻蚀剂包括浓度为0.1～3mol/L的盐酸、浓度为0.1～3mol/L的硫酸、10 wt％～85wt％的磷酸中的至少一种；所述第二刻蚀剂包括水、乙醇、甲醇中的至少一种；
9.一种基于无机盐-有机分子模板协同调控的聚合物多孔膜，其特征在于，所述聚合物多孔膜是由权利要求1-8中任一项所述制备方法制备得到的；
10.权利要求9所述的基于无机盐-有机分子模板协同调控的聚合物多孔膜于液流电池、燃料电池或电解水制氢领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种聚合物多孔膜的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：先将聚合物溶于溶剂中形成聚合物溶液，再将无机盐模板、选择性加入或不加入的有机分子模板分散于所述聚合物溶液中，得到所述混合液。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述聚合物包括聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯并咪唑、聚芳哌啶、聚芳吡啶、聚乙烯吡啶中的任意一种或两种以上的组合；
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述无机盐模板包括氯化亚铁、氯化铁、氯化铬、氯化锌中的任意一种或两种以上的组合；
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：若以无机盐模板和聚合物的质量和为100％计算，则无机盐模板的质量百分含量为1～80％，其余为聚合物；
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括：通过超声或搅拌使所述聚合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡磊，宫博，王荣刚，贺高红，焉晓明，杨清淞，
申请(专利权)人：苏州天华新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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