[發(fā)明專利]基于咪唑鎓鹽的聚合物陰離子交換膜及其制備方法

無效

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• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103035932A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 方軍;呂明
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M2/16;B01J41/12;C08F212/06;C08F226/06
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

1.基于咪唑鎓鹽的聚合物陰離子交換膜，其特征在于其化學結構式為：

其中R₁、R₂為氫原子或碳原子數(shù)小于4的烷基，R₃為碳原子數(shù)小于4的烴基，R₄、R₅為氫原子或碳原子數(shù)小于3的烷基；m和n為聚合度，是整數(shù)且不為零；X^-為陰離子，如F^-、Cl^-、Br^-、I^-、BF₄^-、PF₆^-、SO₃H^-、OH^-等中的任一種。

2.如權利要求1所述基于咪唑鎓鹽的聚合物陰離子交換膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1）自由基共聚合反應合成咪唑鎓鹽聚合物：在反應器中加入單體A、單體B、溶劑、引發(fā)劑，在惰性氣體的保護下，密封，加熱回流反應，產(chǎn)物經(jīng)干燥洗滌后得到咪唑鎓鹽聚合物；所述單體A與單體B的摩爾比為1∶（1～3）；

2）成膜：將步驟1）所得的咪唑鎓鹽聚合物按質(zhì)量百分比濃度為5%～10%溶解在有機溶劑中配制成聚合物溶液，通過相轉(zhuǎn)化法澆鑄成膜，干燥后即得到基于咪唑鎓鹽的聚合物陰離子交換膜。

3.如權利要求2所述基于咪唑鎓鹽的聚合物陰離子交換膜的制備方法，其特征在于在步驟1）中，所述單體A為含有一個咪唑鎓鹽基團不飽和烴類，其化學結構用下列通式表示：

其中R₁、R₂為氫原子或碳原子數(shù)小于4的烷基；R₃為碳原子數(shù)小于4的烴基；X^-為陰離子，如F^-、Cl^-、Br^-、I^-、BF₄^-、PF₆^-、SO₃H^-、OH^-中的任一種；

所述單體B為含有不飽和雙鍵的芳烴，其化學結構可用下列通式表示：

其中R₄、R₅為氫原子或碳原子數(shù)小于3的烷基。

4.如權利要求2所述基于咪唑鎓鹽的聚合物陰離子交換膜的制備方法，其特征在于在步驟1）中，所述溶劑選自甲醇、乙醇、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的任一種。

5.如權利要求2所述基于咪唑鎓鹽的聚合物陰離子交換膜的制備方法，其特征在于在步驟1）中，所述引發(fā)劑選自偶氮二異丁腈或過氧化苯甲酰。

6.如權利要求2所述基于咪唑鎓鹽的聚合物陰離子交換膜的制備方法，其特征在于在步驟1）中，所述加熱回流反應的條件是于60～90℃下加熱回流反應6～48h。

7.如權利要求2或4所述基于咪唑鎓鹽的聚合物陰離子交換膜的制備方法，其特征在于在步驟1）中，所述溶劑的用量為單體總摩爾數(shù)的1～6倍。

8.如權利要求2或5所述基于咪唑鎓鹽的聚合物陰離子交換膜的制備方法，其特征在于在步驟1）中，所述引發(fā)劑的用量為單體A和單體B總質(zhì)量的0.1%～0.5%。

9.如權利要求2所述基于咪唑鎓鹽的聚合物陰離子交換膜的制備方法，其特征在于在步驟2）中，所述干燥的條件為在60～90℃下干燥6～16h。

10.如權利要求2所述基于咪唑鎓鹽的聚合物陰離子交換膜的制備方法，其特征在于在步驟2）中，所述有機溶劑選自甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的一種。