[發(fā)明專利]一種新型復(fù)合質(zhì)子交換膜材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010998464.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112201827B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宇海銀;榮菁秋;馬忠香;顧家山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01M8/1072
• 分類(lèi)號(hào): H01M8/1072;H01M8/1041;H01M8/1088;C08G75/029;C08B37/16
• 代理公司: 北京元本知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11308
• 代理人: 范奇

1.一種復(fù)合質(zhì)子交換膜材料的制備方法，其特征在于：依次包括以下步驟：a)磺化聚苯醚制備步驟；b)氯甲基化磺化聚苯醚制備步驟；c)疊氮基磺化聚苯醚制備步驟；d)6-對(duì)甲苯磺酰-β環(huán)糊精制備步驟；e)炔基化β環(huán)糊精制備步驟；f)炔基化β環(huán)糊精@氧化石墨烯制備步驟；g)質(zhì)子復(fù)合膜材料制備步驟；

所述的f)炔基化β環(huán)糊精@氧化石墨烯制備步驟：

將氧化石墨烯GO加入到DMF中，氧化石墨烯GO與DMF的重量與體積之比為1：50-75g/ml，超聲處理5-8h，得到穩(wěn)定的分散GO/DMF溶液；加入SOCl₂，升溫至70-75℃，反應(yīng)24-28小時(shí)，得到GO-Cl，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去過(guò)量的SOCl₂，再加入DMF進(jìn)行溶解，得到GO-Cl/DMF溶液，GO-Cl與DMF的重量與體積之比為1：100-200g/ml，加入步驟e所得炔基化β環(huán)糊精6-β-CD-C≡CH，升溫至95-100℃，反應(yīng)48-60小時(shí)，冷卻至室溫，過(guò)濾，在70-75℃真空烘箱中干燥至恒重，得到炔基化β環(huán)糊精@氧化石墨烯CH≡C-β-CD@GO；

所述的g)質(zhì)子復(fù)合膜材料制備步驟：

取步驟f所得的炔基化β環(huán)糊精@氧化石墨烯，加入步驟c所得的疊氮基磺化聚苯醚SPPO-CH₂N₃，再加入N,N-二甲基甲酰胺DMF進(jìn)行溶解，在氬氣氛圍下注入N,N,N',N,'N”-五甲基二亞乙基三胺PMDETA和溴化亞銅，通氬氣15-20分鐘后，密閉反應(yīng)容器，在35～75℃下反應(yīng)12～48h，冷卻至室溫，用無(wú)水甲醇沉降2-3次，用去離子水沖洗后放入25～40℃真空干燥箱，干燥至恒重，制備得磺化聚苯醚/β環(huán)糊精@氧化石墨烯SPPO/β-CD@GO聚合物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合質(zhì)子交換膜材料的制備方法，其特征在于：

所述的a)磺化聚苯醚制備步驟：

在機(jī)械攪拌條件下，將數(shù)均分子量2w～1000w的聚苯醚完全溶于CHCl₃中，滴加HSO₃Cl和Si(CH₃)₃Cl的混合物，在N₂氣氛下35-40℃反應(yīng)12-14h后，加入CH₃ONa，繼續(xù)反應(yīng)1-2h，直至出現(xiàn)白色顆粒；將白色顆粒用無(wú)水甲醇和去離子水交替洗滌2-3次，在70-80℃下真空干燥至恒重，制備得磺化聚苯醚SPPO；

聚苯醚與CHCl₃的重量與體積比之為1：8-10g/ml；

聚苯醚、HSO₃Cl、Si(CH₃)₃Cl、CH₃ONa的重量比為100：(170-340):(200-400)：(400-700)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合質(zhì)子交換膜材料的制備方法，其特征在于：

所述的b)氯甲基化磺化聚苯醚制備步驟：

取步驟a所得磺化聚苯醚SPPO溶解在1,2-二氯乙烷中，隨后加入無(wú)水氯化鋅和氯甲基醚，升溫至35-40℃，反應(yīng)4-6h后冷卻至室溫，將反應(yīng)制得的聚合物用無(wú)水甲醇沉降2-3次，用去離子水沖洗2-3次，放入50-55℃的真空干燥箱，真空干燥至恒重，得到氯甲基化磺化聚苯醚SPPO-CH₂Cl；

磺化聚苯醚SPPO與1,2-二氯乙烷的重量與體積比之為1：5-10g/ml；

磺化聚苯醚、無(wú)水氯化鋅、氯甲基醚的重量比為100：(10-20)：(40-50)。