技术摘要：
本发明公开了碱性燃料电池用阴离子交换膜的制备方法及阴离子交膜,包括以下步骤：CSEBS溶液和BPEI溶液制取；CSEBS/BPEI成膜溶液制取；交联CSEBS膜；主链苯环亚甲基氯季铵化和BPEI季铵化；氯离子转换为OH‑。本发明制备出的碱性燃料电池用高离子交换容量阴离子交换膜离子  全部
背景技术：
随着化石燃料不断消耗及环境污染物的增加，越来越多的国家开始研究清洁新能 源动力体系如风能，太阳能，氢能。在当今清洁能源中，燃料电池在绿色，经济，环保，可持续 性中扮演着不可缺少的角色。由于具有快速的氧气还原能力及不使用贵金属为催化剂的优 点，目前阴离子交换膜燃料电池是研究最为广泛的能量转换装置。在阴离子交换膜燃料电 池中，阴离子交换膜(AEM)是最重要的组成部分之一，并得到了广泛的研究。 阴离子交换膜中的聚合物骨架对燃料电池寿命和性能起着至关重要的作用，聚合 物骨架选择对阴离子交换膜各方面性能起着决定性作用。由于杂芳环聚合物具有良好的热 性能，机械稳定性和耐碱性，是AEM应用中最广泛的基底材料。AEM的主链通常是由聚醚，聚 苯醚，聚醚砜，传导OH-的官能团通常是功能化季铵盐，胍基，咪唑。 为了提高阴离子交换膜的力学性能及离子电导率，Stable  Elastomeric  Anion  Exchange  Membranes  Based  on  Quaternary  Ammonium-Tethered  Polystyrene-b-poly (ethylene-co-butylene)-b-polystyrene  Triblock  Copolymers（Macromolecules2015， 48，(19)，7085-7095，Mohanty，A.D.；  Ryu，C.  Y..；Kim，  Y.S.；Bae，C.）公开了利用偶联将 六种不同的季铵化结构合成到SEBS的聚苯乙烯单元中。公开了AEM中季铵盐阳基团离子越 小，吸水率变化率越大和嵌段共聚物的域间距越大，可提供更佳的离子传输性能，AEM在60 和80°C的1  M  NaOH中浸泡4周后，SEBS阴离子交换膜保持化学稳定。Cross-Linked  Quaternized  Poly(styrene-b-(ethylene-co-butylene)-b-styrene)  for  Anion  Exchange  Membrane（Synthesis，Characterization  and  Properties .ACS  Applied  Materials  &  Interfaces  2016，  8，  (31)，20329-20341，Dai，P.；Mo，Z.；Xu，R.；Zhang，S.； Wu，Y.）通过氯甲基化SEBS与α，ω-双官能叔胺的同时季铵化和交联，合成了交联的季铵化 SEBS薄膜，并且研究了α，ω-双官能叔胺分子中碳原子个数，结果表明当碳原子含量越高 时，力学性能越好。Crosslinked  high-performance  anion  exchange  membranes  based  on  poly(styrene-b-(ethylene-co-butylene)-b-styrene)(  Journal  of  Membrane  Science  2018，551，66-7，Hao，  J.；  Gao，  X.；Jiang，Y.；Zhang，H.；Luo，J.；Shao，Z.；  Yi， B.)将N，N，N'，N'-四甲基-1,6-己二胺作为交联剂和功能试剂被引入SEBS膜中，改性膜的吸 水率降低，溶胀度减少，力学性能提高。这些以SEBS为基体材料阴离子交换膜离子交换容量 低，力学性能较差。
技术实现要素：
基于上述问题，一方面，本发明提供一种碱性燃料电池用高离子交换容量阴离子 交换膜的制备方法，该方法制备出的碱性燃料电池用高离子交换容量阴离子交换膜离子交 3 CN 111592672 A 说　明　书 2/6 页 换容量高，力学性能好。 技术方案是：一种碱性燃料电池用高离子交换容量阴离子交换膜的制备方法，包 括以下步骤： CSEBS溶液和BPEI溶液制取：将CSEBS加入有机溶剂中制成CSEBS溶液，将BPEI加入有机 溶剂中制成BPEI溶液； CSEBS/BPEI成膜溶液制取：混合CSEBS溶液和BPEI溶液，得CSEBS/BPEI成膜溶液； 交联CSEBS膜：将CSEBS/BPEI成膜溶液倒入承载体上使溶液铺展开，放入烘箱交联并去 除溶剂，得交联CSEBS膜； 主链苯环亚甲基氯季铵化和BPEI季铵化：交联CSEBS膜在主链季铵化溶液中季铵化后 在BPEI季铵化溶液中季铵化得初膜； 氯离子转换为OH-：将初膜放入碱液中去除氯离子得碱性燃料电池用高离子交换容量 阴离子交换膜。 进一步地，所述CSEBS溶液和BPEI溶液制取中，有机溶剂为三氯甲烷或二氯甲烷。 进一步地，所述混合CSEBS溶液和BPEI溶液中，CSEBS溶液：BPEI溶液质量比为1:1- 6:1。 进一步地，所述交联CSEBS膜中，将CSEBS/BPEI成膜溶液倒入Teflon盘内使溶液铺 展开，并将Teflon盘置于30℃烘箱中放置24  h以除去溶剂，后将BPEI交联的CSEBS膜从 Teflon盘剥离放入60℃烘箱进一步交联。 进一步地，所述主链苯环亚甲基氯季铵化和BPEI季铵化为将交联CSEBS膜放入主 链季铵化溶液中浸泡，室温下放置24h；然后用蒸馏水洗涤并烘干，在55℃下浸于BPEI季铵 化溶液中1  h后取出置于75℃烘箱中6  h烘干。 进一步地，所述主链季铵化溶液为三甲胺水溶液或三乙胺水溶液，所述BPEI季铵 化溶液为氯化苄的无水甲醇液、碘甲烷的乙腈溶液或溴乙烷的乙腈溶液。进一步地，所述氯 离子转换为OH-中，碱液为30℃  N2饱和的1  M  KOH溶液。 另一方面，本发明还提供一种碱性燃料电池用高离子交换容量阴离子交换膜，该 碱性燃料电池用高离子交换容量阴离子交换膜为CSEBS/BPEI阴离子交换膜，由CSEBS和 BPEI制成。 发明原理及有益效果： 发明人经研究发现，上述背景中的以SEBS为基体材料阴离子交换膜离子交换容量低， 力学性能较差的原因在于：这些阴离子交换膜虽然以SEBS为基体材料，通过氯甲基化后，将 小分子的功能基团和交联剂添加到主链上，从而进行氢氧根的传导，但是由于功能基团以 小分子，低含量的加入，使得阴离子交换膜的离子交换容量低，力学性能较差。 本发明发明人通过将长链聚乙烯亚胺引入阴离子交换膜中，使得阴离子交换膜 中，尽量多得含有功能基团，长链聚乙烯亚胺即可做氢氧根传导基团，从而增加了离子交换 容量，又可以作为阴离子交换膜的交联剂，增加了机械性能。 名称术语解释 SEBS-以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段 的线性三嵌共聚物，英文全称Styrene  Ethylene  Butylene  Styrene  ，简称SEBS。 CSEBS-为氯甲基化氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的简称。 4 CN 111592672 A 说　明　书 3/6 页 BPEI-为支化聚乙烯亚胺的英文SEBS。 附图说明 图1为本发明不同CSEBS/BPEI质量配比阴离子交换膜的机械性能图； 图2为本发明不同CSEBS/BPEI质量配比阴离子交换膜离子电导率与温度关系图； 图3为本发明不同CSEBS/BPEI质量配比阴离子交换膜的lnσ与1000/T的曲线图； 图4为本发明CP3阴离子交换膜在原子力显微镜上放大6万倍的图； 图5为本发明CP6阴离子交换膜在原子力显微镜上放大6万倍的图。