本发明属于离子聚合物膜材料领域，具体涉及一种高离子电导率的阴离子交换膜及其制备方法和应用。
背景技术：
1、氢能作为21世纪新能源的重要组成部分，由于其几乎为零的碳排放，已成为一种重要的储能介质。电解水槽和燃料电池是制备和利用氢能的核心部件。碱性膜能源装置(amed)比质子膜能源装置有几个优点。首先它们表现出更快的氧还原反应动力学，可以使用非贵金属催化剂替代贵金属。其次像pmed，amed对设备的腐蚀更少，这些都能有效降低aemd的应用成本。尽管aemd有许多优点，但是阴离子交换膜(aem)的低离子电导率和较差的碱性稳定性对amed的性能提高提出了挑战。这些问题严重限制了amed的总体性能。
2、性能优异的aem通常具有较高的导电性、耐碱性、机械强度，较低吸水膨胀率。aem性能的调节是一项具有挑战性且复杂的任务。多年来，研究人员一直在探索高性能aem的结构设计。
技术实现思路
1、为了解决上述存在的技术问题，本申请提供如下技术方案：
2、一种高化学稳定性、高离子电导率的具有苯铵阳离子结构的阴离子交换膜，采用阴离子聚合物制备得到，所述阴离子聚合物的结构如下：
3、
4、其中，按摩尔分数计，x+y+z＝1；c1，c2选自
5、中的一种；a1，a2独立地选自i、br、cl、scn、bf4、no3、pf6、cf3so3、n(cn)2、[n(so2cf3)2]和oh中的一种；d选自cf3、f、cl、br、no2和cooch3中的一种。
6、本发明还提供一种上述阴离子交换膜的制备方法，包括如下步骤：
7、s1：将4-三氟甲基苯甲醛、4-(二甲氨基)苯甲醛和1,4-二甲氧基苯加入有机溶剂ⅰ，室温(25±5℃)反应6-8天，得到胺化共聚物；
8、s2：将所述胺化共聚物和碘甲烷加入有机溶剂ⅱ中，于保护气氛下室温(25±5℃)反应20-28h后得到所述阴离子交换膜。
9、优选的，所述4-三氟甲基苯甲醛、4-(二甲氨基)苯甲醛和1,4-二甲氧基苯的摩尔比为0.3-0.33:0.7-0.77:1。
10、优选的，所述有机溶剂ⅰ为二氯甲烷；所述有机溶剂ⅱ为二甲基亚砜(dmso)。
11、优选的，所述胺化共聚物和碘甲烷的摩尔比为1:1.5。
12、优选的，所述步骤s1和s2中，室温反应后均水洗，干燥。
13、进一步地，所述干燥的方法为冷冻干燥。
14、优选的，所述步骤s2中，浇注成膜的时间不大于5h，温度为55-65℃。
15、优选的，所述步骤s2中，保护气氛为氮气氛围。
16、具体的，所述制备方法包括如下步骤：
17、将4-三氟甲基苯甲醛、4-(二甲氨基)苯甲醛、1,4-二甲氧基苯和无水溶剂加入25ml圆底烧瓶中，在常温25℃下聚合物反应7天。得到共聚物；
18、向所述共聚物加入dmso，在氮气氛围中、25℃下加入碘甲烷避光反应24小时，得到季铵化共聚物，得到所述高离子电导率的阴离子交换膜。
19、本发明还提供一种碱性阴离子交换膜，通过将上述阴离子交换膜于碱性溶液中浸泡得到。
20、优选的，所述碱性溶液中的溶质为氢氧化钾或氢氧化钠。
21、本发明还提供上述碱性阴离子交换膜在碱性燃料电池或碱性膜电解水中的应用。
22、本发明的阴离子交换膜属于一种无芳醚骨架的聚合物材料，具有高离子电导率，较好的机械强度。本发明的离子交换膜具有相互连接的大苯铵阳离子结构域，有助于促进连续离子通道的形成。通过诱导效应可以有效地调节阳离子结构域；吸电子苄基增强了苯铵阳离子结构域之间的紧密连接。基于苯胺的aem表现出高导电性，反应条件温和，具有成本效益，使其可以大规模应用于碱性膜燃料电池和碱性膜电解水。
23、本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：
24、本发明通过将苯铵阳离子制备成阴离子交换膜，与传统的苄基季铵盐类阴离子交换膜相比，本发明的阴离子交换膜有更高的稳定性更高的电导率。
25、本发明通过傅克烷基化缩聚过程合成了具有刚性三苯基甲烷聚合物用作阴离子交换膜的骨架结构，使得聚合物阴离子膜具有较好的机械性能和尺寸稳定性。
26、本发明采用简单的阴离子交换的方法制备碱性阴离子交换膜，制备过程简单，避免了无芳醚骨架聚合物中昂贵金属催化剂的使用，制备过程相对简单安全。
27、本发明的聚合物阴离子交换膜可以根据实际需要改变不同的阴离子，得到不同阴离子的阴离子交换膜，浸泡在碱液中得到碱性阴离子交换膜，具有卓越的耐碱性，可用于碱性燃料电池，碱性膜电解水。
1.一种高离子电导率的阴离子交换膜，其特征在于，采用阴离子聚合物制备得到，所述阴离子聚合物的结构如下：
2.一种权利要求1所述高离子电导率的阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述4-三氟甲基苯甲醛、4-(二甲氨基)苯甲醛和1,4-二甲氧基苯的摩尔比为0.3-0.33:0.7-0.77:1。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂ⅰ为二氯甲烷。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂ⅱ为二甲基亚砜。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述胺化共聚物和碘甲烷的摩尔比为1:1.5。
7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，浇注成膜的时间不大于5h，温度为55-65℃。
8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，保护气氛为氮气氛围。
9.一种碱性阴离子交换膜，其特征在于，通过将权利要求1所述高离子电导率的阴离子交换膜于碱性溶液中浸泡得到。
10.权利要求9所述碱性阴离子交换膜在碱性燃料电池或碱性膜电解水中的应用。
