[發明專利]一種基于氰基結構側鏈磺化聚芳醚離子交換膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202011440311.1
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112708155B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 焉曉明;修艷雪;賀高紅;高莉;胡磊;底夢婷;潘昱;代巖
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C08J5/22
• 分類號: C08J5/22;C08L71/12;C08G65/40;H01M8/18
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

1.一種基于氰基結構側鏈磺化聚芳醚離子交換膜，其特征在于，基于氰基結構側鏈磺化聚芳醚的結構如下：

其中：n為正整數；

Ar為

2.權利要求1所述的基于氰基結構側鏈磺化聚芳醚離子交換膜的制備方法，其特征在于，步驟如下：

(1)4-苯氧基-4-磺酸基-2，3，5，6-四氟芐腈的合成：在惰性氣體保護下，將五氟苯甲腈、4-羥基苯磺酸鈉和碳酸鉀溶解于溶劑N,N-二甲基甲酰胺中，在0℃保持溫度恒定反應24h；將反應溶液離心、萃取、旋蒸、干燥得到4-苯氧基-4-磺酸基-2，3，5，6-四氟芐腈；

所述的4-苯氧基-4-磺酸基-2，3，5，6-四氟芐腈結構式如下：

所述的五氟苯甲腈：4-羥基苯磺酸鈉：碳酸鉀的摩爾比為1.2：1：1.5；

所述的五氟苯甲腈、4-羥基苯磺酸鈉和碳酸鉀在溶劑N,N-二甲基甲酰胺中的w/v為10.9％～13.4％；

(2)基于氰基結構側鏈磺化聚芳醚的合成：在惰性氣體保護下，將4-苯氧基-4-磺酸基-2，3，5，6-四氟芐腈、雙酚和碳酸鉀溶解于溶劑二甲基亞砜中，在30℃保持溫度恒定反應40h；將反應溶液倒入沉淀劑A中，過濾、洗滌、干燥得到基于氰基結構側鏈磺化聚芳醚；

所述的雙酚為4，4-二羥基聯苯、雙酚A、雙酚AF或對苯二酚；

所述的4-苯氧基-4-磺酸基-2，3，5，6-四氟芐腈：4，4-二羥基聯苯：碳酸鉀的摩爾比為1.：1：1.5；

所述的五氟苯甲腈、4-羥基苯磺酸鈉和碳酸鉀在溶劑A中的w/v為10.9％～13.4％

所述的沉淀劑A為乙醇、水中的一種；

(3)基于氰基結構側鏈磺化聚芳醚離子交換膜：取步驟(2)合成的基于氰基結構側鏈磺化聚芳醚溶于溶劑B中，制成濃度為32g/L-37g/L的鑄膜液；鑄膜液滴加在鑄膜玻璃板上，并在烘箱中充分烘干，制成厚度為30μm～40μm的基于氰基結構側鏈磺化聚芳醚離子交換膜；

所述的溶劑B為N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜中的一種；

所述的鑄膜液w/v為3.2～3.7％；

上述的w/v的單位均為g/ml。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)成膜的烘干溫度為40～60℃，時間為24～48小時。