本發(fā)明涉及高分子材料制備，特別是涉及一種季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、通過膜離子整流特性進(jìn)行自發(fā)電技術(shù)是一種新興的電化學(xué)能量轉(zhuǎn)化技術(shù)，依賴于離子在不對稱環(huán)境中通過膜的遷移產(chǎn)生電勢差。即在不同濃度的電解質(zhì)溶液中，離子會自發(fā)地從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域擴(kuò)散。通過特殊設(shè)計(jì)的膜，尤其是具有選擇性離子通道或納米孔結(jié)構(gòu)的膜，可以實(shí)現(xiàn)對特定離子的定向遷移。由于膜的整流特性，即它對離子的通過具有非對稱性，能夠允許離子在某一方向上通過更為容易，而在反方向上則受到限制。這種單向的離子流產(chǎn)生了跨膜電勢，從而推動電子流生成電能。隨著納米技術(shù)、材料科學(xué)以及電化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，離子整流特性自發(fā)電技術(shù)將會不斷提高其能量轉(zhuǎn)換效率，成為未來綠色能源和微能源領(lǐng)域的一個重要研究方向。常用制備方法有化學(xué)刻蝕法、離子束雕刻法、模板法、電化學(xué)刻蝕法等，但納米通道由于其尺寸小、不易調(diào)控、制備工藝復(fù)雜，因此很難被大面積制備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述內(nèi)容，本發(fā)明提供一種季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料及其制備方法與應(yīng)用。通過該方法可制備出具有較高功率密度的柔性薄膜，薄膜對離子具有選擇透過性，與固體二極管相類似，薄膜厚度在0.08-0.11?mm之間，該制備方法操作簡單，可以大面積制備。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明技術(shù)方案之一，一種季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料的制備方法，包括以下步驟：

4、將季銨化殼聚糖與交聯(lián)劑溶于有機(jī)溶劑中得到混合溶液；

5、將所述混合溶液傾倒在基體材料表面，干燥，得到殼聚糖膜；

6、向所述殼聚糖膜表面傾倒二維層狀材料懸浮液，干燥，得到所述季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料；

7、所述交聯(lián)劑為聚偏氟乙烯、丙烯酸或乙酸乙烯酯。

8、本發(fā)明技術(shù)方案之二，一種利用上述的制備方法制備得到的季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料。

9、本發(fā)明技術(shù)方案之三，上述的季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料在滲透能發(fā)電方面的應(yīng)用。

10、本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

11、本發(fā)明提供一種季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料的制備方法，該制備方法簡單，有較好的穩(wěn)定性，且可大規(guī)模制備。

12、通過本發(fā)明方法制備得到的季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料具有較高的功率密度（可達(dá)13.6w/m2），薄膜對離子具有選擇透過性，與固體二極管相類似，薄膜厚度在0.08-0.11mm之間。

13、本發(fā)明的季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料可應(yīng)用于滲透能發(fā)電方面。

技術(shù)特征：

1.一種季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料的制備方法，其特征在于，所述季銨化殼聚糖與所述交聯(lián)劑的質(zhì)量比為（3-7）:3。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料的制備方法，其特征在于，季銨化殼聚糖與所述二維層狀材料懸浮液中二維層狀材料的質(zhì)量比為700:（0.5-2）；所述二維層狀材料為mos2、ws2、bn、mose2、wse2或mxene。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為n-甲基-2-吡咯烷酮。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料的制備方法，其特征在于，制備所述殼聚糖膜時，干燥的溫度為80-85℃，時間為18-24h；制備所述季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料時，所述干燥的溫度為80-85℃，干燥至溶劑完全去除。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料。

7.如權(quán)利要求6所述的季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料在滲透能發(fā)電方面的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及高分子材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料及其制備方法與應(yīng)用。該季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料的制備方法包括以下步驟：將季銨化殼聚糖與交聯(lián)劑溶于有機(jī)溶劑中得到混合溶液；將所述混合溶液傾倒在基體材料表面，干燥，得到殼聚糖膜；向所述殼聚糖膜表面傾倒二維層狀材料懸浮液，干燥，得到所述季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料。本發(fā)明制備方法簡單，有較好的穩(wěn)定性，且可大規(guī)模制備。通過本發(fā)明方法制備得到的季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料具有較高的功率密度，薄膜對離子具有選擇透過性，與固體二極管相類似，薄膜厚度在0.08?0.11?mm之間。本發(fā)明的季銨化殼聚糖基復(fù)合膜材料可應(yīng)用于滲透能發(fā)電方面。

技術(shù)研發(fā)人員：賀日東,胡舒琪,劉玲,朱占杰,耿瀟,高艷芳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19