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专利号: 2023106593279
申请人: 淮阴师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-07-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无苄基侧链型聚苯醚阴离子交换膜,其特征在于所述阴离子交换膜的通式为:其中R选自 X>1。。

2.一种如权利要求1所述的无苄基侧链型聚苯醚阴离子交换膜的制备方法,其特征在于,其包括如下步骤:S1:合成溴代聚苯醚(BPPO);

S2:采用季铵化试剂对4‑羟基苯乙基溴进行季铵化获得HO‑Ph‑R;

S3:将步骤S1制备的溴代聚苯醚与步骤S2制备的HO‑Ph‑R进行Williamson醚化反应以在BPPO上接枝HO‑Ph‑R形成PPO‑O‑Ph‑R前驱体;

S4:以步骤S3制备的PPO‑O‑Ph‑R前驱体为成膜基质制备成阴离子交换膜。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于所述的季铵化试剂为三甲胺、1‑甲基哌啶或1‑甲基咪唑。

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于步骤S1中BPPO的接枝率为30‑60%,最优选接枝率为40‑50%。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于步骤S1的具体步骤为:将聚苯醚、氯苯混合形成均质溶液,加入偶氮二异丁腈、N‑溴代丁二酰亚胺,升温至120‑150℃搅拌反应4‑

10h;反应结束后将溶液倒入过量乙醇中以形成沉淀,将沉淀真空干燥获得溴代聚苯醚。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于步骤S1中在形成沉淀后,将沉淀重新溶解于三氯甲烷中以去除残留杂质,并再次导入过量乙醇重新沉淀。

7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于步骤S2的具体步骤为:将4‑羟基苯乙基溴溶解于N‑甲基吡咯烷酮中,并逐滴加入季铵化试剂,并搅拌反应8‑20h;反应结束后将溶液倒入过量乙酸乙酯中得到沉淀;将沉淀洗涤、过滤、干燥形成HO‑Ph‑R。

8.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于步骤S3的具体步骤为:将NaH和四丁基溴化铵溶解于N‑甲基吡咯烷酮中,并在氮气氛围下搅拌,滴加溶解于N‑甲基吡咯烷酮中的HO‑Ph‑R溶液,并在30‑60℃下搅拌反应1‑4h;反应结束后,继续滴加溶解于N‑甲基吡咯烷酮中的溴代聚苯醚溶液,继续在30‑60℃、N2条件下搅拌反应12‑24h,将反应物离心,取上清液继续倒入丙酮生成沉淀、过滤、洗涤、真空干燥获得PPO‑O‑Ph‑R前驱体。

9.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于步骤S4的具体步骤为:将PPO‑O‑Ph‑R溶于溶剂中,过滤、静置脱泡形成铸膜液;将铸膜液浇筑在玻璃板上,预蒸发溶剂0.2‑1h,然后在60‑100℃真空干燥,待溶剂完全蒸发后,将玻璃板浸泡在去离子水中以将获得的膜从玻璃板上取下;最后将膜浸泡在0.5‑2M的NaOH溶液中12‑24h以将Br‑置换为OH‑,并采用去离子水反复冲洗以获得阴离子交换膜。

10.根据权利要求1所述的无苄基侧链型聚苯醚阴离子交换膜在阴离子交换膜燃料电池中的应用。