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申请/专利权人：杭州德海艾科能源科技有限公司

摘要：本发明涉及钒液流电池领域，尤其涉及一种纳米纤维掺杂的聚苯并咪唑复合膜及其制备方法。具体包括将聚苯并咪唑与卤代烷烃、胺类化合物、内酯类化合物反应制备两性多离子交换基团聚苯并咪唑，然后，与离子导电聚合物复合，通过静电纺丝法制备纳米纤维，最后，掺杂到聚苯并咪唑基膜中，形成纳米纤维掺杂的聚苯并咪唑复合膜。本发明通过改性制备含多离子交换基团和季铵基团的聚苯并咪唑，并与含磺酸基团的离子导电聚合物复合制备纳米纤维掺杂至聚苯并咪唑基膜中，极大的提高了膜的离子电导率，同时还保持了较高的阻钒性。

主权项：1.一种纳米纤维掺杂的聚苯并咪唑复合膜制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤S1、卤代烷基化聚苯并咪唑制备：取聚苯并咪唑粉末5~20份，溶剂800~1000份，加热搅拌溶解，降温至25℃，加入氢化钠3~4份进行第一次反应，待体系温度降低至0℃，加入卤代烃0.85~1.25份进行第二次反应，将反应产物加入到冰水浴中沉淀，过滤后用冰水、异丙醇清洗，30℃真空干燥24h，得到卤代烷基化聚苯并咪唑；所述卤代烃为1-溴-4-氯丁烷、1-溴-3-氯丙烷、1-溴-3,4-二氯丁烷、1-溴-3-氯-2-丙醇中的任意一种；步骤S2、两性多离子交换基团聚苯并咪唑制备：取所述卤代烷基化聚苯并咪唑5~20份，溶剂800~1000份，加热搅拌溶解，降温至25℃，加入胺类化合物1.5~2份，混合搅拌均匀，升温进行第三次反应，反应体系温度降低至0℃，再滴加内酯类化合物3~6份，混合搅拌均匀，升温至25℃搅拌进行第四次反应，将反应产物在去离子水中沉淀，然后用去离子水、异丙醇清洗，30℃真空干燥24h，得到两性多离子交换基团聚苯并咪唑；所述胺类化合物为四乙烯五胺、三乙烯四胺、五乙烯六胺、N,N,N',N'-四3-氨基丙基-1,4-丁二胺、三2-氨基乙基胺、1,4,7,10-四氮杂环十二烷中的任意一种；步骤S3、纳米纤维膜制备：取两性多离子交换基团聚苯并咪唑2.5~7.5份，离子导电聚合物7.5~10份，溶剂75~85份，加热搅拌得到纺丝液，将纺丝液静电纺丝后进行热处理，得到纳米纤维膜；所述离子导电聚合物为全氟磺酸树脂、磺化聚醚醚酮、磺化聚醚砜、磺化聚酰亚胺中的任意一种，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的任意一种；所述的加热搅拌温度为80~100℃，加热搅拌时间为2~4h；所述静电纺丝条件为温度25~30℃，湿度10~30%，电压12~18kV，注射速度0.8~1.4mlh，接收距离12~18cm；所述热处理温度为140~180℃，时间为2~4h；步骤S4、纳米纤维掺杂聚苯并咪唑复合膜制备：取聚苯并咪唑粉末3~8份和溶剂87~95份，加热搅拌溶解，降温至25℃后，加入纳米纤维膜2~5份，采用高速搅拌分散机搅拌分散，得到制膜液，将制膜液浇铸在玻璃板上，热处理，得到纳米纤维掺杂聚苯并咪唑复合膜；所述高速搅拌分散机搅拌分散时间为2~6min，转速为3000~6000rmin；所述加热搅拌温度为80~100℃，时间为2~4h，所述热处理温度为80~120℃，时间为2~4h。

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