[發(fā)明專(zhuān)利]一種超共軛吡啶基陰離子交換膜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410099245.4
• 申請(qǐng)日: 2014-03-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103861666A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李存璞;謝曉峰;王樹(shù)博;鄧長(zhǎng)生
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J41/12
• 分類(lèi)號(hào): B01J41/12
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

1.一種超共軛吡啶基陰離子交換膜，其特征在于：所述超共軛吡啶基陰離子交換膜是通過(guò)單體共聚得到基礎(chǔ)聚合物，然后再與功能化試劑進(jìn)行反應(yīng)所得到的；所述超共軛吡啶基陰離子交換膜以苯環(huán)、氧原子和吡啶環(huán)作為橋梁構(gòu)成超共額體系，用以提高耐堿性以及離子傳導(dǎo)率；所述單體自帶的脂肪側(cè)基進(jìn)行交聯(lián)，構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，用以提高超共軛吡啶基陰離子交換膜的機(jī)械性能；所述超共軛吡啶基陰離子交換膜在20℃時(shí)的離子傳導(dǎo)率為16mS/cm以上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超共軛吡啶基陰離子交換膜，其特征在于：所述單體為十氟苯噁二唑和二烯丙基雙酚A；所述功能化試劑為羥基吡啶及其衍生物、羥基咪唑及其衍生物和碘甲烷。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超共軛吡啶基陰離子交換膜，其特征在于：所述羥基吡啶及其衍生物為對(duì)羥基吡啶。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超共軛吡啶基陰離子交換膜，其特征在于：所述二烯丙基雙酚A具有雙鍵，在成膜過(guò)程中進(jìn)行熱交聯(lián)，用以避免引入交聯(lián)基團(tuán)的復(fù)雜合成路線，并且提高所得超共軛吡啶基陰離子交換膜的機(jī)械性能；所述十氟苯噁二唑作為功能化前驅(qū)體，利用十氟苯噁二唑上氟原子的親核反應(yīng)活性，與對(duì)羥基吡啶進(jìn)行反應(yīng)并功能化，加入引發(fā)劑澆筑流延得到一種超共軛吡啶基陰離子交換膜。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種超共軛吡啶基陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

（1）基礎(chǔ)聚合物的制備：將十氟苯噁二唑、二烯丙基雙酚A和催化劑混合溶于溶劑中，然后在室溫下反應(yīng)6-18小時(shí)，將所得產(chǎn)物用去離子水洗除催化劑以及多余溶劑，得到基礎(chǔ)聚合物；其中所述十氟苯噁二唑、二烯丙基雙酚A和催化劑的摩爾比為十氟苯噁二唑：二烯丙基雙酚A：催化劑=1：1：（1.5～4）；

（2）超共軛吡啶基陰離子交換膜的制備：將對(duì)羥基吡啶與所述基礎(chǔ)聚合物溶于溶劑中，再加入催化劑，然后在室溫下反應(yīng)5～12小時(shí)后，在加入溴甲烷，再在室溫下反應(yīng)1～3小時(shí)，然后再加入引發(fā)劑，然后升溫至60℃反應(yīng)8～20小時(shí)后，將所得反應(yīng)液倒至玻璃板上于40～60℃澆筑成膜即得到一種超共軛吡啶基陰離子交換膜；其中所述對(duì)羥基吡啶、基礎(chǔ)聚合物中重復(fù)單元、催化劑、溴甲烷和引發(fā)劑的用量摩爾比為對(duì)羥基吡啶：基礎(chǔ)聚合物中重復(fù)單元：催化劑：溴甲烷：引發(fā)劑=2：1：6：3：0.2。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超共軛吡啶基陰離子交換膜，其特征在于：所述催化劑為氟化鉀或碳酸鉀。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超共軛吡啶基陰離子交換膜，其特征在于：所述溶劑為二甲基乙酰胺。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超共軛吡啶基陰離子交換膜，其特征在于：所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。