[發明專利]離子交聯型聚醚醚酮-聚醚砜聚合物及其合成方法和薄膜及該薄膜在鹽差發電中的應用

在審

• 申請號: 201910048960.8
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109810254A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 聞利平;董天都;黃小東;孔祥玉;江雷
• 申請（專利權）人: 北京賽特超潤界面科技有限公司
• 主分類號: C08G81/00
• 分類號: C08G81/00;C08G75/23;C08G8/28;B01D61/42
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;張紅生

本發明公開了一種離子交聯型聚醚醚酮?聚醚砜聚合物及其合成方法和其制的薄膜及該薄膜在鹽差發電中的應用，屬于海水鹽差發電領域。本發明中所述的離子交聯型聚醚醚酮?聚醚砜是由含酸性基團的側鏈型聚醚醚酮與含堿性基團的側鏈型聚醚砜通過特定的條件反應而成的，制成的薄膜具有良好的化學穩定性，而且在不同鹽濃度倍數下功率密度超過商品化Nafion 112膜。

技術領域

本發明屬于有機化學應用領域，具體涉及一種側鏈型嵌段磺化聚苯醚酮聚合物膜的制備方法及其在鹽差發電中的應用。

背景技術

清潔新能源中的海洋鹽差能儲量巨大、可再生、無污染等特點使其成為一種能夠解決能源危機的能源。鹽差發電裝置的主要功能就是將鹽差能轉化為電能供人們使用，當前鹽差發電方法主要有壓力延遲滲透法和反向電滲析法。隔膜是兩種方法的關鍵組件之一，但不同的方法對隔膜的要求不同，其中用于壓力延遲滲透鹽差發電的隔膜需要具有高的水通量且能承受巨大的壓力。1976年Sidney Loeb提出了壓力延遲滲透鹽差發電法，科學家們陸續開始對壓力延遲滲透展開了研究，但是由于隔膜缺乏足夠的通量導致壓力延遲滲透法的發展受到阻礙，用于反向電滲析法鹽差發電的隔膜需要大的離子通量和恰當的選擇性。隨著離子通道膜的不斷發展，適用于反向電滲析法鹽差發電的隔膜不斷被開發出來，促使反向電滲析和鹽差發電法逐漸成為一項成熟的技術，但商業化的離子通道膜的價格高昂，難以大規模用于反向電滲析法鹽差發電法。本發明開發了一種適用于反向電滲析法鹽差發電法離子交聯型聚醚醚酮-聚醚砜聚合物膜，其性能超過商業化的膜且本發明開發的膜的成本更低，具有用于望大規模用于反向電滲析法鹽差發電的潛力。

發明內容

本發明的目的在于，提供了一種離子交聯型聚醚醚酮-聚醚砜聚合物及其合成方法。

為達到上述目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種離子交聯型聚醚醚酮-聚醚砜聚合物，所述聚合物結構式如下：

其中，Ar₁代表

Ar₂代表

Ar₃代表-R＝-H或-OCH₂-；

Ar₄代表k、l＝1-12，r＝1-6；

Ar₅代表

Ar₆代表R為-H、-CH₃或-CH₂Br；

Ar₇代表

其中，m、n、p、q代表親疏水部分的長度，m的范圍是5-50，n的范圍是5-50；p的范圍是5-50，q的范圍是5-50。

其中，Ar₁-Ar₃、Ar₅、Ar₇的取代基團中至少一個取代基含羰基，Ar₁-Ar₃、Ar₅、Ar₇的取代基團中至少一個取代基含砜基。

一種離子交聯型聚醚醚酮-聚醚砜聚合物的合成方法，所述合成方法包括如下步驟：

由側鏈型聚醚醚酮與側鏈型聚醚砜通過離子交聯聚合反應而成。

進一步地，所述側鏈型聚醚醚酮的合成方法包括以下步驟：

1)以Ar₁、Ar₂和Ar₃為前驅體，經縮聚反應得到帶有甲氧基的聚合物A；

2)聚合物A通過去甲基化反應，得到帶有酚羥基的聚合物B；