[發明專利]一種交聯型聚芴哌啶陰離子交換膜的制備方法

有效

• 申請號: 202110306762.4
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112920441B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 沈春暉;丁傲;吳志輝;張銘亮;高山俊
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C08J5/22
• 分類號: C08J5/22;C08L65/00;H01M8/1072
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉洋

1.一種交聯型聚芴哌啶陰離子交換膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1）將9,9-二甲基芴、N-甲基哌啶酮和三氟丙酮溶于二氯甲烷中得到均相的溶液，加入三氟乙酸、三氟甲烷磺酸作為催化劑，在氮氣氣氛下于0-10℃反應24-36h，用K₂CO₃的水溶液沉淀，去離子水洗滌，得到淡黃色固體聚芴哌啶聚合物粉末；9,9-二甲基芴、N-甲基哌啶酮和三氟丙酮的摩爾比為1：（0.55-0.85）：（0.25-0.55）；

2）將所得聚芴哌啶聚合物粉末與碘甲烷溶于氯仿，在黑暗條件氮氣氣氛下加熱回流24-36h，隨后將反應液倒入乙醚中沉淀，去離子水洗滌，得到季銨化聚芴哌啶聚合物；

3）將所得季銨化聚芴哌啶聚合物溶于二甲亞砜中，加入溴化氨基硅氧烷交聯劑溶液，50-60℃反應12-24h，加入碘甲烷在黑暗條件氮氣氣氛下30-40℃反應24-48h，加入乙醇，室溫下放置24-36h，80℃放置12-24h、100℃放置3-6h、120℃放置1-3h得到交聯型聚芴哌啶陰離子交換膜；

其中，所述溴化氨基硅氧烷交聯劑溶液按以下方式制備而來：

將1,6-二溴己烷溶于二甲亞砜中，在冰水浴環境下緩慢滴加3-氨丙基三乙氧基硅烷，在氮氣氛圍下于室溫攪拌并反應12-24h，得到溴化氨基硅氧烷交聯劑溶液；

所述3-氨丙基三乙氧基硅烷與1,6-二溴己烷的摩爾比為1:（2-3）。

2.如權利要求1所述交聯型聚芴哌啶陰離子交換膜的制備方法，其特征在于步驟1中三氟乙酸與9,9-二甲基芴的摩爾比為1：（1-1.5）、三氟甲烷磺酸與9,9-二甲基芴的摩爾比1：（9-12）。

3.如權利要求1所述交聯型聚芴哌啶陰離子交換膜的制備方法，其特征在于步驟2中聚芴哌啶、碘甲烷的摩爾比為1：（1-1.5）。

4.如權利要求1所述交聯型聚芴哌啶陰離子交換膜的制備方法，其特征在于步驟3中季銨化聚芴哌啶與溴化氨基硅氧烷交聯劑的摩爾比為1：（0.1-0.3）。

5.如權利要求1所述交聯型聚芴哌啶陰離子交換膜的制備方法，其特征在于步驟3中季銨化聚芴哌啶溶于二甲亞砜的濃度為0.05-0.1g/ mL。

6.如權利要求1所述交聯型聚芴哌啶陰離子交換膜的制備方法，其特征在于步驟3中季銨化聚芴哌啶與碘甲烷的摩爾比為1:（0.7-1）。

7.如權利要求1所述交聯型聚芴哌啶陰離子交換膜的制備方法，其特征在于步驟3中溴化氨基硅氧烷交聯劑與乙醇的摩爾比為1：（5-10）。