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专利号: 2023108568642
申请人: 常州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一类交联型季铵功能化聚芳醚砜阴离子交换膜材料,其特征在于:结构式为:

式1中,功能化结构单元的个数为0.25,非功能化结构单元的个数为0.75;功能化结构单元结构含有m%摩尔比例的交联部分,m%=40%~100%;非交联部分即多阳离子侧链部分的摩尔比例为(1‑m)%=0~60%。

2.根据权利要求1所述的交联型季铵功能化聚芳醚砜阴离子交换膜材料的制备方法:

其特征在于,包括如下步骤:将式2所示的含八个苄基溴结构聚芳醚砜与6‑二甲氨基‑N,N,N‑三甲基己烷‑1‑碘化铵和N,N,N',N'‑四甲基‑1,6‑己二胺反应,得到式1所示的交联型季铵功能化聚芳醚砜阴离子交换膜材料;

其中x为0.25,y为0.75。

3.根据权利要求2所述的交联型季铵功能化聚芳醚砜阴离子交换膜材料的制备方法,其特征在于,还包括如下步骤:氮气保护下,首先将含八个苄基溴结构聚芳醚砜倒入反应容器中再用有机溶剂溶解,随后将6‑二甲氨基‑N,N,N‑三甲基己烷‑1‑碘化铵和N,N,N',N'‑四甲基‑1,6‑己二胺依次加到反应容器中搅拌进行反应,结束反应后过滤,再倒入模具中烘干,得到式1所示的交联型季铵功能化的聚芳醚砜阴离子交换膜材料。

4.根据权利要求3所述的交联型季铵功能化聚芳醚砜阴离子交换膜材料的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂为二甲基亚砜,先加入6‑二甲氨基‑N,N,N‑三甲基己烷‑1‑碘化铵进行反应,反应温度为50~80℃,反应时间为10~16h,再加入N,N,N',N'‑四甲基‑1,6‑己二胺进行反应,反应温度为常温,反应时间为10~30min。

5.根据权利要求2所述的交联型季铵功能化聚芳醚砜阴离子交换膜材料的制备方法,其特征在于,所述6‑二甲氨基‑N,N,N‑三甲基己烷‑1‑碘化铵的制备方法包括如下步骤:将碘甲烷逐滴加入到N,N,N',N'‑四甲基‑1,6‑己二胺,溶剂为四氢呋喃,N,N,N',N'‑四甲基‑

1,6‑己二胺的用量为碘甲烷的5~10倍,反应温度为40~80℃,反应时间为4~6h,反应式如式3,

6.根据权利要求2所述的交联型季铵功能化聚芳醚砜阴离子交换膜材料的制备方法,其特征在于,所述6‑二甲氨基‑N,N,N‑三甲基己烷‑1‑碘化铵的用量为含八个苄基溴结构聚芳醚砜中苄基溴摩尔量的0~0.6倍,N,N,N',N'‑四甲基‑1,6‑己二胺的用量为含八个苄基溴结构聚芳醚砜中苄基溴摩尔量的0.4~1倍。

7.根据权利要求2所述交联型季铵功能化聚芳醚砜阴离子交换膜材料的制备方法,其特征在于,所述含八个苄基溴结构聚芳醚砜的制备方法包括如下步骤:将式4所示的含八个甲基结构聚芳醚砜溴化,得到式2所示的含八个苄基溴结构聚芳醚砜;

其中x为0.25,y为0.75。

8.根据权利要求7所述交联型季铵功能化聚芳醚砜阴离子交换膜材料的制备方法,其特征在于,含八个苄基溴结构的聚芳醚砜聚合物的制备方法还包括如下步骤:将式4所述含有八个甲基结构的聚芳醚砜溶于有机溶剂之中,再先后加入引发剂和溴化剂,反应结束后倒入乙醇中沉降,过滤烘干,即可得到式2所示,含八个苄基溴结构的聚芳醚砜聚合物。

9.根据权利要求8所述交联型季铵功能化聚芳醚砜阴离子交换膜材料的制备方法,其特征在于,含八个苄基溴结构的聚芳醚砜聚合物制备中所用有机溶剂为1,1,2,2‑四氯乙烷,其用量为八个甲基结构的聚芳醚砜质量的30~60倍;其中所述的溴化剂为NBS,其用量是甲基摩尔量的2.0~3.5;所述的引发剂为BPO,其用量为NBS摩尔量的5%~9%,反应温度为60~85℃,即可得含八个苄基溴结构的聚芳醚砜聚合物。

10.根据权利要求1所述的交联型季铵功能化聚芳醚砜阴离子交换膜材料的应用,其特征在于:应用于碱性水电解槽制氢中。