[發(fā)明專利]燃料電池用咪唑側鏈型陰離子交換膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911127496.8
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110760038B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 倪宏哲;楊凱;徐晶美;王哲;張振國;水天恩
• 申請（專利權）人: 長春工業(yè)大學
• 主分類號: C08F285/00
• 分類號: C08F285/00;C08F226/06;C08J5/22;H01M8/1018;H01M8/1072;C08L51/00
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1.燃料電池用咪唑側鏈型陰離子交換膜，其特征在于，該陰離子交換膜按單體不同摩爾比進行聚合，含雙鍵單體摩爾比所占比重越大，聚合物中雙鍵含量增加，咪唑數(shù)量也會增加：

其中甲基氫醌單體與烯丙基雙酚S單體摩爾比為：x：y，x、y均為1～9的整數(shù)且x+y＝10；

所述陰離子交換膜的結構式如式Ⅰ所示：

式Ⅰ

式Ⅰ中，m、n為重復單元數(shù)，m、n為≥1的整數(shù)。

2.根據(jù)權利要求1所述的燃料電池用咪唑側鏈型陰離子交換膜的制備方法，包括如下：

步驟一：將咪唑功能化聚芳醚酮砜溶于溶劑中，然后得到澄清橙色溶液，加入氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑攪拌8小時，再加入過氧化苯甲酰在80度條件下攪拌3小時，出料于蒸餾水中，得灰色固體；

步驟二：將第一步得到的灰色固體溶于四氯乙烷中，加入過氧化苯甲酰和N-溴代琥珀亞酰胺80度油浴攪拌5小時，出料于醇中，得到淡黃色絮狀物；

步驟三：將第二步得到的淡黃色絮狀物溶于溶劑中，然后得到澄清橙色溶液；

步驟四：將步驟三得到的溶液加入過氧化苯甲酰和1-乙烯基咪唑攪拌12～24小時，得到深黃色成膜液，陰離子交換膜按甲基氫醌單體與烯丙基雙酚S單體摩爾比不同進行聚合，甲基氫醌單體與烯丙基雙酚S單體摩爾比為：x：y，x、y均為1～9的整數(shù)且x+y＝10；

步驟五：將步驟四得到的成膜液采用流延法流延成膜，即得到燃料電池用咪唑側鏈型陰離子交換膜。

3.根據(jù)權利要求2所述的燃料電池用咪唑側鏈型陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，所述的咪唑功能化聚芳醚酮砜制備方法為：氮氣保護下，在三口瓶中加入0.02mol 4,4’-二氟二苯酮，0.01mol烯丙基雙酚S，0.01mol甲基氫醌，混合均勻后加入成鹽劑、帶水劑和溶劑，125～145℃帶水回流3～5小時后放出帶水劑，溫度升至185～190℃，繼續(xù)反應2～3小時，得到甲基氫醌單體與烯丙基雙酚S單體不同摩爾比的聚芳醚酮砜。

4.根據(jù)權利要求3所述的燃料電池用咪唑側鏈型陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，所述的溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亞砜中的一種。

5.根據(jù)權利要求3所述的燃料電池用咪唑側鏈型陰離子交換膜的制備方法，其特征在于，所述的帶水劑為甲苯。