專利名稱：：利用聚苯并咪唑-磷酸-水三元體系制備磷酸摻雜的聚苯并咪唑膜的方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于材料制備
技術領域：
，特別涉及一種利用聚苯并咪唑-磷酸-水三元體系制備磷酸摻雜的聚苯并咪唑膜的方法。技術背景膜的廣義定義是指分隔兩相界面，并以特定的形式限制和傳遞各種化學物質。它可以是均相的或非均相的；對稱型的或非對稱型的；固體的或液體的；中性的或荷電型的?？梢灾颇さ牟牧嫌泻芏?，所有的合成材料都可以用來做膜。其中無機材料包括陶瓷、玻璃或金屬等；有機材料則包括所有的聚合物。傳統(tǒng)的制膜方法包括燒結法、拉伸法、徑跡蝕刻法、相轉化法、溶膠-凝膠法、蒸鍍法和涂敷法。從合成膜的制備過程來看，膜的結構有兩種機理決定成膜過程中溶劑和非溶劑的擴散以及分層過程。兩種不同的分層過程會導致兩種不同的膜的形態(tài)瞬時液-液分層和延遲液-液分層。PBI/H3P04膜在質子交換膜中有較為廣泛的應用。H.Kim等的單電池測試數據表明在16(TC時，電壓0.5V，不加濕的情況下，電流密度為280mA/cm2。Q.Li等指出摻酸的PBI膜在高溫質子交換摸研究中有重要意義，其中PBI/H3P04復合質子交換膜可在20(TC以上進行操作，150'C的使用壽命達5000h。PBI膜還可用作分離膜，如PBI膜可實現對于氫氣、甲垸和一氧化碳的分離；T.Chung等制成的PBI納濾中空纖維膜可以很好地應用于反滲透分離中；同時T.Chung等通過利用對二氯芐對PBI納濾膜加以化學處理交聯實現對于電解質的分離。目前，對于高分子聚合物材料PBI的制膜技術普遍仍是采用將聚合物溶解于有機溶劑中的溶液澆鑄法。常用溶劑有N,N-二甲基乙酰胺、三氟醋酸、甲基磺酸等。然而，PBI具有難以溶解及處理的特點，這對于當前的制膜過程是一個很大的阻礙發(fā)展因素。比如說，用N,N-二甲基乙酰胺進行溶解時，常常需要加入氯化鋰促進溶解，而且需要對制成的膜沸水煮去除氯化鋰，這就使得整個制膜過程繁瑣而又浪費時間；而對于有機酸三氟醋酸和甲基磺酸，均具有強腐蝕性和毒性，對操作人員的人身安全有一定影響；溶劑造價較高，在一定程度上使得對于實驗條件的要求變得苛刻，且蒸發(fā)溶劑過程需要較長時間(12015(TC下12個小時或更長)。從經濟效益以及實驗室操作方便角度考慮，研究一種新的成膜方法是很有必要的。在上述研究基礎上，Xiao等研究發(fā)展了一種溶膠-凝膠法制備PBI膜的方法——將合成PBI膜的聚合溶液直接澆鑄于玻璃板上，利用其中的多聚磷酸在室溫條件下會吸水轉化成磷酸制備得到磷酸摻雜水平較高的PBI膜。然而這種方法只適合于實時操作，因為合成PBI膜的聚合溶液一經冷卻很難回到完全的溶液狀態(tài)。也就是說每次需要制備膜時都要先進行合成PBI過程，將得到的PBI合成溶液澆鑄于玻璃板上，不能做到隨時需要隨時制備。針對現有技術在制備PBI膜時存在的問題，本發(fā)明提供一種利用聚苯并咪唑-磷酸-水三元體系制備磷酸摻雜的聚苯并咪唑膜的方法。本發(fā)明涉及一種熱可逆凝膠化技術。近年來，該技術巳經得到廣泛應用，比如對于一些難處理，難溶性的聚合物，可以利用聚合物/溶劑體系熱可逆的溶膠-凝膠化轉變解決聚合物難以溶解的難題。F.Tanaka指出，對于具有熱可逆凝膠化性能的聚合物溶液，在發(fā)生溶膠-凝膠化轉變時，所依據的機理是凝膠化過程中聚合物大分子鏈線團到螺旋的變化，隨著冷凝時間的進一步延長，會發(fā)生由螺旋到聚集成網狀結構的變化。O.Ikkala等研究表明聚苯胺的十二垸基苯磺酸溶液在發(fā)生溶膠-凝膠變化時，其凝膠化轉變溫度依賴于聚苯胺在十二烷基苯磺酸中的濃度，Wang和Li指出甲基纖維素的水溶液的熱可逆凝膠化性能與其溶液的濃度以及聚合物的分子量沒有直接的關系，而在凝膠化過程中，這個體系所需要的能量與溶液濃度之間是線性函數關系，與聚合物的分子量沒有關聯。此外，在保證溶液濃度不變的情況下，對于形成的凝膠的彈性的研究表明，隨著聚合物分子量的增大，準平衡模量Ge值是逐漸增大的。T.Jana等研究了PBI/H3P04體系的熱可逆凝膠化現象，指出在凝膠化過程中，出現了晶體結構，掃描電鏡數據表明了纖維狀結構的出現，示差掃描量熱檢測則證實了相變的存在。本發(fā)明基于PBI與磷酸能夠形成熱可逆凝膠體系的原理，建立了直接制備磷酸摻雜的PBI膜的方法，解決了目前PBI膜制作過程中PBI難以溶解的問題。PBI的化學結構式如下所示本發(fā)明是為了解決PBI膜制備中溶解的難題，即解決具有良好機械性能的PBI膜所需高分子量聚合物在常用溶劑如DMAc中的溶解性較差的難題。本發(fā)明涉及的膜的制備過程是直接將聚苯并咪唑(PBI)溶解于一定濃度的磷酸(H3P04)水溶液中，利用形成的均一溶液直接刮制成膜。膜的酸摻雜量可以通過調整浸泡膜的磷酸水溶液的濃度而控制。該方法包括如下步驟(1)將PBI粉末以及濃度為2094.55wt。/。的H3P04溶液按照在預制備的PBI膜中磷酸的摻雜水平為20-45的比例進行混合，在氮氣的惰性氣氛中，加熱升溫至180-200°C，形成均一的紅褐色PBI-磷酸溶液；(2)將步驟(1)得到的PBI-磷酸溶液傾倒在水平玻璃板上，通過刮膜機使溶液水平鋪展
發(fā)明內容于玻璃板上，厚度達1.52mm，在80-100mL/min氮氣流的保護下室溫放置；(3)液膜冷卻至室溫后，將膜與玻璃板表面分離，保存待用PBI粉末在磷酸中的最大溶解濃度與磷酸的濃度相關——磷酸濃度在2094.55wt。/。之間變化時，PBI在PBI/H3P04/H20三元體系中的質量分數在0.03-0.12之間相應改變；所得PBI膜其磷酸摻雜水平較高(通常大于30mol磷酸每moIPBI重復單元)。制備不同磷酸摻雜水平的PBI膜，可采用以上方法直接制備的膜浸泡在濃度為20~60wt%的磷酸水溶液中，控制24~144小時獲得。該制備方法也可以應用于制備聚2，2'-5，5'-苯并咪唑(PBI)和聚2，5-苯并咪唑(ab-PBI)的混合膜，只需將步驟(1)中的PBI粉末用一定混合比例(0~25wt%)的PBI和ab-PBI粉末代替，PBI和ab-PBI的共混膜的磷酸摻雜水平同樣可以通過浸泡在一定濃度(2060wtn/。)的磷酸水溶液中一定時間(24~144小時)調節(jié)控制。本發(fā)明制備PBI膜的方法與常用的溶液澆鑄方法相比，具有以下優(yōu)點(1)該發(fā)明方法涉及的PBI易于溶解于H3P04+，有效地克服了PBI在DMAc中的低溶解度問題，操作方便，PBI的溶解時間(l-4h)與溶液澆鑄方法(20-30h)相比，周期明顯縮短；(2)該發(fā)明方法涉及的溶劑H3P04系非揮發(fā)性物質，無需加熱蒸發(fā)去除，避免了因使用有機溶劑而帶來的污染以及溶劑蒸發(fā)過程中的能源消耗；(3)該發(fā)明方法直接制備得到了PBI/H3P04復合的質子交換膜材料，磷酸既作溶劑又作摻雜的酸，其價格低于DMAc，不僅省去了PBI膜摻雜磷酸這一步驟，節(jié)省了時間，還降低了PBI膜制備的成本。圖1為本發(fā)明利用聚苯并咪唑-磷酸-水三元體系制備磷酸摻雜的PBI膜的刮膜機裝置示意圖；圖中l(wèi)-螺旋調節(jié)器；2-支架；3-刮刀；4-PBI溶液；5-水平玻璃板主要分為四個部分(1-4)，其中水平玻璃板(5)與刮膜機不是一體結構。刮膜機的整體制作材料為不銹鋼，操作時放置在水平玻璃板上。在兩側的支撐架內側設有凹槽，以保證兩支撐架中間的刮刀可以上下移動。刮刀的高度通過兩個螺旋調節(jié)器(精度lOpm)控制，該螺旋調節(jié)器與刮刀通過螺釘連接。在螺旋調節(jié)器上設有刻度，當順時針/逆時針旋轉一個刻度，刮刀可以相應上升/下降l(Him。刮刀的刀刃長為15mm，厚約lmm，長度(即兩支架之間的寬度)可以根據需要制作的膜的尺寸相應加以改變設計。在刮膜過程中，刮膜機在水平玻璃板上的推進速度約為150毫米/秒；圖2為本發(fā)明利用聚苯并咪唑-磷酸-水三元體系制備磷酸摻雜的PBI膜的基于三元相圖；數據計算的酸摻雜水平與磷酸濃度以及PBI質量分數之間的關系。由圖中可以看出，PBI的溶解度隨著磷酸濃度的增高而增大，在本實驗條件下，如果忽略水的影響，PBI膜的磷酸摻雜水平總體維持在24.5±2.5范圍內；圖3為本發(fā)明利用聚苯并咪唑-磷酸-水三元體系直接制備的磷酸摻雜的PBI膜的照片；其中磷酸的摻雜水平分別是O，6.19，13.91，27.15。由圖可以看出所制備的PBI膜具有良好的透明性，圖中出現的字母是透過該發(fā)明方法制備的PBI膜可被觀察到的。具體實施方式實施例一(1)將0.21gPBI粉末以及8.05g20wt。/。的H3PO4溶液混合，在氮氣的惰性氣氛中，加熱升溫至180-20(TC，形成均一的紅褐色PBI-磷酸溶液；(2)將步驟(1)得到的PBI-磷酸溶液傾倒在水平玻璃板上，通過刮膜機使溶液水平鋪展于玻璃板上，厚度達1.52mm，在80-100mL/min氮氣流的保護下室溫放置；(3)液膜冷卻至室溫后，將膜與玻璃板表面分離，保存待用。所得PBI膜其磷酸摻雜水平較高(通常大于30mol磷酸每molPBI重復單元)，不同磷酸摻雜水平的PBI膜可以通過將直接制備的膜浸泡在不同濃度(20~60wt%)的磷酸水溶液中調節(jié)控制時間為24-144小時。實施例二(1)將0.78gPBI粉末以及15.03g40wt。/。的H3PO4溶液混合，在氮氣的惰性氣氛中，加熱升溫至180-200°C，形成均一的紅褐色PBI-磷酸溶液；(2)將步驟(1)得到的PBI-磷酸溶液傾倒在水平玻璃板上，通過刮膜機使溶液水平鋪展于玻璃板上，厚度達1.52mm，在80-100mL/min氮氣流的保護下室溫放置；(3)液膜冷卻至室溫后，將膜與玻璃板表面分離，保存待用。所得PBI膜其磷酸摻雜水平較高(通常大于30mol磷酸每molPBI重復單元)，不同磷酸摻雜水平的PBI膜可以通過將直接制備的膜浸泡在不同濃度(20~60wt%)的磷酸水溶液中調節(jié)控制時間為24-144小時。實施例三(1)將0.96gPBI粉末以及13.75g60wtn/。的H3PO4溶液混合，在氮氣的惰性氣氛中，加熱升溫至180-200'C，形成均一的紅褐色PBI-磷酸溶液；(2)將步驟(1)得到的PBI-磷酸溶液傾倒在水平玻璃板上，通過刮膜機使溶液水平鋪展于玻璃板上，厚度達1.52mm,在80-100mL/min氮氣流的保護下室溫放置；(3)液膜冷卻至室溫后，將膜與玻璃板表面分離，保存待用。所得PBI膜其磷酸摻雜水平較高(通常大于30mol磷酸每molPBI重復單元)，不同磷酸摻雜水平的PBI膜可以通過將直接制備的膜浸泡在不同濃度(20~60wt%)的磷酸水溶液中調節(jié)控制時間為24-144小時。實施例四(1)將1.85gPBI粉末以及17.81g85wtW的H3P04溶液混合，在氮氣的惰性氣氛中，加熱升溫至180-20(TC，形成均一的紅褐色PBI-磷酸溶液；(2)將步驟(1)得到的PBI-磷酸溶液傾倒在水平玻璃板上，通過刮膜機使溶液水平鋪展于玻璃板上，厚度達1.52mm，在80-100mL/min氮氣流的保護下室溫放置；(3)液膜冷卻至室溫后，將膜與玻璃板表面分離，保存待用。所得PBI膜其磷酸摻雜水平較高(通常大于30mol磷酸每molPBI重復單元)，不同磷酸慘雜水平的PBI膜可以通過將直接制備的膜浸泡在不同濃度(20~60wt%)的磷酸水溶液中調節(jié)控制時間為24-144小時。'實施例五(1)將2.15gPBI粉末以及16.10g94.55wty。的H3PO4溶液混合，在氮氣的惰性氣氛中，加熱升溫至180-200°C，形成均一的紅褐色PBI-磷酸溶液；(2)將步驟(1)得到的PBI-磷酸溶液傾倒在水平玻璃板上，通過刮膜機使溶液水平鋪展于玻璃板上，厚度達1.52mm，在80-100mL/min氮氣流的保護下室溫放置；(3)液膜冷卻至室溫后，將膜與玻璃板表面分離，保存待用。所得PBI膜其磷酸摻雜水平較高(通常大于30mol磷酸每molPBI重復單元)，不同磷酸摻雜水平的PBI膜可以通過將直接制備的膜浸泡在不同濃度(20~60wt%)的磷酸水溶液中調節(jié)控制時間為24-144小時。實施例六(1)將1.20gPBI粉末以及14.25g85wtn/。的H3P(V溶液混合，在氮氣的惰性氣氛中，加熱升溫至180-200°C，形成均一的紅褐色PBI-磷酸溶液；(2)將步驟(1)得到的PBI-磷酸溶液傾倒在水平玻璃板上，通過刮膜機使溶液水平鋪展于玻璃板上，厚度達1.52mm，在80-100mL/min氮氣流的保護下室溫放置；(3)液膜冷卻至室溫后，將膜與玻璃板表面分離，保存待用。所得PBI膜其磷酸摻雜水平較高(通常大于30mol磷酸每molPBI重復單元)，不同磷酸摻雜水平的PBI膜可以通過將直接制備的膜浸泡在不同濃度(20~60wt%)的磷酸水溶液中調節(jié)控制時間為24-144小時。實施例七(1)先將1.10g聚2，2'-5，5'-苯并咪唑粉末與0.10g聚2，5-苯并咪唑粉末混合，其中聚2，2，-5，5，-苯并咪唑粉末占8.3wt。/。，再將混合好的粉末與14.25g85wt。/。的H3P04溶液混合，在氮氣的惰性氣氛中，加熱升溫至180-200°C，形成均一的紅褐色PBI-ab-PBI磷酸水溶液；(2)將步驟(1)得到的溶液傾倒在水平玻璃板上，通過刮膜機使溶液水平鋪展于玻璃板上，厚度達1.52mm，在80-100mL/min氮氣流的保護下室溫放置；(3)液膜冷卻至室溫后，將膜與玻璃板表面分離，保存待用。不同磷酸摻雜水平的PBI和ab-PBI的共混膜可以通過將直接制備的膜浸泡在不同濃度(20~60wt%)的磷酸水溶液中調節(jié)控制時間為24-144小時。實施例八(1)先將1.00g聚2，2'-5，5，-苯并咪哇粉末與0.19g聚2，5-苯并咪唑粉末混合，其中聚2，2'-5，5'-苯并咪唑粉末占16.0wt%，再將混合好的粉末與14.25g85wt。/o的H3P04溶液混合，在氮氣的惰性氣氛中，加熱升溫至180-200°C，形成均一的紅褐色PBI-ab-PBI磷酸水溶液；(2)將步驟(1)得到的溶液傾倒在水平玻璃板上，通過刮膜機使溶液水平鋪展于玻璃板上，厚度達1.52mm，在80-100mL/min氮氣流的保護下室溫放置；(3)液膜冷卻至室溫后，將膜與玻璃板表面分離，保存待用。不同磷酸摻雜水平的PBI和ab-PBI的共混膜可以通過將直接制備的膜浸泡在不同濃度(20~60wt%)的磷酸水溶液中調節(jié)控制時間為24-144小時。實施例九(1)先將0.90g聚2，2，-5，5，-苯并咪唑粉末與0.30g聚2，5-苯并咪唑粉末混合，其中聚2，2，-5，5'-苯并咪唑粉末占25wt。/n，再將混合好的粉末與14.25g85wt。/。的H3PCV溶液混合，在氮氣的惰性氣氛中，加熱升溫至180-20(TC,形成均一的紅褐色PBI-ab-PBI磷酸水溶液；(2)將步驟(1)得到的溶液傾倒在水平玻璃板上，通過刮膜機使溶液水平鋪展于玻璃板上，厚度達1.52mm，在80-100mL/min氮氣流的保護下室溫放置；G)液膜冷卻至室溫后，將膜與玻璃板表面分離，保存待用不同磷酸摻雜水平的PBI和ab-PBI的共混膜可以通過將直接制備的膜浸泡在不同濃度(20~60wt%)的磷酸水溶液中調節(jié)控制時間為24-144小時。本發(fā)明中PBI與ab-PBI復合膜中ab-PBI的含量可用下式計算:ab-PBIwt%=m緒1x100式中，m總為ab-PBI和PBI的總質量。利用該發(fā)明所述方法制備的磷酸摻雜的PBI膜的酸摻雜水平通常較高&30)。若要將膜的酸摻雜量控制在較低的水平，可將膜浸泡在不同濃度(20~60wt%)的稀磷酸溶液中直至達到平衡來調節(jié)。膜的磷酸摻雜水平采用酸堿滴定的方法定量，計算公式如下酸摻雜水平12x1000附/308式中，M:標準NaOH溶液的濃度，mol/L;V:滴定消耗的標準NaOH溶液的體積，ml;m:干膜質量，g。308:PBI每mol重復單元的分子量(對于PBI和ab-PBI混合膜，其磷酸的摻雜水平可以用每mol咪唑重復單元中磷酸的物質的量表示。若PBI的含量為x1wt%，則公式中308應用2x1—x代替，其中116是ab-PBI的分子量c308116利用本發(fā)明所述方法制備的PBI膜浸泡在不同濃度磷酸水溶液(分別是20，40，60wt%)中的磷酸摻雜水平如表l所示表1PBI膜浸泡在不同濃度磷酸溶液中的酸摻雜水平<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由表中數據可以看出，通常PBI膜浸泡在磷酸水溶液中(20~60wt%)—天后酸的摻雜水平即可達到平衡。浸泡的磷酸的溶液的濃度越大，達到平衡時的磷酸摻雜水平越高。按照上述第1~5實施實例得到PBI在不同濃度的磷酸溶液中(分別是20%，40%，60%，85%，94.55wt%)以最大溶解量溶解后，所制備的PBI膜的機械性能測試結果如表2所示表2磷酸摻雜的PBI膜的拉伸強度<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>*拉伸速率為5mm/min，拉伸強度(MPa)=最大力(N)/膜樣品的初始橫斷面積(mm2);**磷酸摻雜水平每molPBI重復單元上的磷酸物質的量。表2中數據表明在不同濃度(20~94.55wt%)的H3P04中溶解PBI所得的膜，其機械性能受其磷酸的摻雜量影響很大，磷酸摻雜水平越高，其機械性能越差。當磷酸的摻雜水平相近時(21.03-23.4)，膜的拉伸強度在(1.51±0.11)MPa范圍內變化。.按照上述第6~9實施實例，實驗得到PBI和ab-PBI的復合膜的機械性能測試結果如表3所示表3PBI/ab-PBI復合膜的拉伸強度(室溫，每組實驗重復次數n23)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>*拉伸速率為5mm/min，拉伸強度(MPa)=最大力(N)/膜樣品的初始橫斷面積(mm2);**磷酸摻雜水平對于PBI膜是指每molPBI重復單元上磷酸的物質的量；對于PBI和ab-PBI的復合膜是指每mol咪唑重復單元上磷酸的物質的量。表3中實驗數據表明對于相同的PBI粉末，當加入一定量的ab-PBI粉末(ab-PBI所占比例為025wt。/。)共混后，以相同濃度(約1.2g固體粉末/14.25g85wtMH3P04)溶解于磷酸溶液中，利用本發(fā)明所述的(PBI/ab-PBI)-磷酸-水三元體系制備PBI和ab-PBI的共混膜當摻雜比例在0-8.3wtn/。之間時，膜的拉伸強度相對于純的PBI膜沒有明顯變化；當ab-PBI摻雜比例進一步增高時(~25wt%)，拉伸強度值略有下降。該發(fā)明所述方法可以用于制備PBI和ab-PBI的共混膜，可有效解決ab-PBI膜常規(guī)成膜方法中對溶劑要求苛刻的難題，縮短了成膜周期，簡便易行。權利要求1、一種利用聚苯并咪唑-磷酸-水三元體系制備磷酸摻雜的聚苯并咪唑膜的方法，其特征在于包括以下步驟(1)將PBI粉末以及濃度為20～94.55wt％的H3PO4溶液按照在預制備的PBI膜中磷酸的摻雜水平為20～45的比例進行混合，在氮氣的惰性氣氛中，加熱升溫至180-200℃，形成均一的紅褐色PBI-磷酸溶液；(2)將步驟(1)得到的PBI-磷酸溶液傾倒在水平玻璃板上，通過刮膜機使溶液水平鋪展于玻璃板上，厚度達1.5～2mm，在80-100mL/min氮氣流的保護下室溫放置；(3)液膜冷卻至室溫后，將膜與玻璃板表面分離，保存待用。2、如權利要求1所述的利用聚苯并咪唑-磷酸-水三元體系制備磷酸摻雜的聚苯并咪唑膜的方法，其特征在于步驟(1)所述PBI粉末與磷酸溶液混合，PBI粉末在磷酸中的最大溶解度與磷酸的濃度有關，磷酸濃度在2094.55wt。/。之間變化時，PBI在PBI/H3P04/H20三元體系中的質量分數在0.03~0.12之間改變。3、一種利用聚苯并咪唑-磷酸-水三元體系制備磷酸摻雜的聚苯并咪唑膜的方法，其特征在于制備不同磷酸摻雜水平的PBI膜，采用通過權利要求1方法直接制備的膜浸泡在濃度為2060wt。/。的磷酸水溶液中，控制24~144小時獲得。4、一種利用聚苯并咪唑和聚2，5-苯并咪唑-磷酸-水制備磷酸摻雜的聚苯并咪唑和2，5-苯并咪唑混合膜的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)先將聚2，2，-5，5'-苯并咪唑粉末與聚2，5-苯并咪唑粉末混合，其中聚2，2'-5，5'-苯并咪唑粉末占0~25wt%，再將混合好的粉末與濃度為20~94.55wt。/。的11^04溶液按照在預制備的PBI-ab-PBI混合膜中磷酸的摻雜水平為20~45的比例進行混合，在氮氣的惰性氣氛中，加熱升溫至180-200°C，形成均一的紅褐色PBI-ab-PBI磷酸水溶液；(2)將步驟(1)得到的溶液傾倒在水平玻璃板上，通過刮膜機使溶液水平鋪展于玻璃板上，厚度達1.52mm，在80-100mL/min氮氣流的保護下室溫放置；(3)液膜冷卻至室溫后，將膜與玻璃板表面分離，保存待用。5、如權利要求4所述的一種利用聚苯并咪唑和聚2，5-苯并咪唑-磷酸-水制備磷酸慘雜的聚苯并咪唑和2，5-苯并咪唑混合膜的方法，其特征在于制備不同磷酸摻雜水平的PBI-ab-PBI混合膜采用權利要求4方法直接制備的混合膜浸泡在濃度為2060wty。的磷酸水溶液中24144小時。全文摘要一種利用聚苯并咪唑-磷酸-水三元體系制備磷酸摻雜的聚苯并咪唑膜的方法，包括以下步驟制備PBI-磷酸混合液；將混合液置于水平玻璃板上，使溶液的厚度達到1.5～2mm，在氮氣流的保護下室溫放置；冷卻至室溫，將膜與玻璃板分開即可。本發(fā)明方法與常用的溶液澆鑄方法相比，有效地克服了PBI在DMAc中的低溶解度問題，操作方便，PBI的溶解時間明顯縮短；該發(fā)明方法涉及的溶劑H₃PO₄系非揮發(fā)性物質，無需加熱蒸發(fā)去除，避免了因使用有機溶劑而帶來的污染以及溶劑蒸發(fā)過程中的能源消耗；磷酸既作溶劑又作摻雜的酸，其價格低于DMAc，不僅省去了PBI膜摻雜磷酸這一步驟，節(jié)省了時間，還降低了成本。文檔編號C08J5/18GK101157763SQ20071001295公開日2008年4月9日申請日期2007年9月26日優(yōu)先權日2007年9月26日發(fā)明者何榮桓,孫寶英,楊景帥,車全通申請人:東北大學