[發(fā)明專利]交聯(lián)型磺化聚芳醚質(zhì)子交換膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711474082.3
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108192119B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡朝霞;張?zhí)撀?/a>;陳守文;陸瑤;嚴(yán)小波
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: C08J5/22
• 分類號: C08J5/22;C08J3/24;C08L71/10;C08G65/40;H01M8/1025;H01M8/1072;B01D71/52
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 劉海霞

1.交聯(lián)型磺化聚芳醚質(zhì)子交換膜的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1，含氟無規(guī)聚合物的制備

將十氟聯(lián)苯，4,4’-聯(lián)苯二酚，9,9’-雙（4-羥苯基）芴溶于N,N-二甲基乙酰胺中形成固液比為20%~25%的溶液，加入相對于羥基摩爾數(shù)1.2~1.5倍的K₂CO₃作為催化劑，環(huán)己烷作為共沸帶水劑，85~95^oC反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液緩慢加入水中，析出白色纖維狀產(chǎn)物，反復(fù)水洗后烘干得到含氟無規(guī)聚合物產(chǎn)物；

步驟2，親水性磺化低聚物制備

將3,3’-二磺化-4,4’-二氟二苯砜，4,4’-二氟二苯砜，4,4’-聯(lián)苯二酚溶解在二甲亞砜中形成固液比為20%~25%的溶液，加入相對于羥基摩爾數(shù)1.2~1.5倍的K₂CO₃作為催化劑，無水甲苯作為共沸帶水劑，140~165^oC下反應(yīng)，將反應(yīng)液過濾后緩慢倒入無水乙醇中，析出白色碎沫狀產(chǎn)物，經(jīng)過濾烘干，得到親水性的磺化低聚物；

步驟3，交聯(lián)型質(zhì)子交換膜的制備

將含氟無規(guī)聚合物和親水磺化低聚物在60~80 ^oC下溶解在非質(zhì)子型極性有機(jī)溶劑N,N-二甲基乙酰胺中形成固液比為7%~10%的溶液，鑄膜，程序升溫至150~200^oC，澆膜成型與交聯(lián)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，反應(yīng)12~15 h后降至室溫，將膜剝離，置于鹽酸溶液中室溫下交換24~36h，水洗至中性，真空烘干，得到交聯(lián)型磺化聚芳醚質(zhì)子交換膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1中，所述的9,9’-雙（4-羥苯基）芴、4,4’-聯(lián)苯二酚和十氟聯(lián)苯的摩爾比為1:1:2；反應(yīng)時(shí)間為7~12 h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2中，所述的3,3’-二磺化-4,4’-二氟二苯砜、4,4’-二氟二苯砜和4,4’-聯(lián)苯二酚的摩爾比為12:8:21；反應(yīng)時(shí)間為10~12 h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3中，所述的交聯(lián)型質(zhì)子交換膜的離子交換容量為1.38-1.78mmol/g。