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专利号: 202410989084X
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:2026-08-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种接枝柔性侧链阳离子基团含硫醚柔性间隔基阴离子交换膜材料的合成方法,其特征在于,所述阴离子交换膜材料的分子结构式如式1所示:式1

所述式1分为柔性侧链功能化结构单元和非功能化结构单元,所述柔性侧链功能化结构单元的含量x=0.25 0.40;所述非功能化结构单元的含量1‑x=0.60 0.75;n=350~ ~ ~

1000,

其中,合成方法具体步骤如下:步骤A.含硫醚柔性间隔基聚苯硫醚哌啶聚合物的制备:

将苯硫醚、1‑甲基‑4‑哌啶酮和二氯甲烷加入到三口烧瓶中,在冰浴条件下搅拌,向其中加入三氟甲磺酸,继续于冰浴条件下反应后移除冰浴,室温继续反应后,用二氯甲烷稀释,在碱液中沉降得到白色细条状固体,将该固体分离出来后用去离子水洗涤数次至中性,干燥得到含硫醚柔性间隔基聚苯硫醚哌啶聚合物;

步骤B.含6‑溴己烷基‑1‑甲基哌啶溴化物的制备:在配备有搅拌器、N2出入口的三口烧瓶中加入1,6‑二溴己烷 和乙酸乙酯,升温充分搅拌后,通过恒压漏斗将1‑甲基哌啶和乙酸乙酯的混合物逐滴加入到三口烧瓶,并进一步搅拌混合物,反应完成后,过滤并用乙酸乙酯洗涤产物数次,然后干燥,得到白色固体粉末含6‑溴己烷基‑1‑甲基哌啶溴化物;

步骤C.接枝柔性侧链阳离子基团含硫醚柔性间隔基阴离子交换膜材料的制备:将步骤A制备的硫醚柔性间隔基聚苯硫醚哌啶聚合物和 N‑甲基吡咯烷酮加入到具有氮气入口和出口的三颈烧瓶中,升温搅拌,待聚合物完全溶解后先加入K2CO3,再加入 步骤B制备的含6‑溴己烷基‑1‑甲基哌啶溴化物,反应结束后,将反应液用G4砂芯漏斗过滤后倒入准备好的膜具中,烘干后得到接枝柔性侧链阳离子基团的含硫醚柔性间隔基的阴离子交换膜。

2.如权利要求1所述的接枝柔性侧链阳离子基团含硫醚柔性间隔基阴离子交换膜材料的合成方法,其特征在于,所述步骤A中,所述二苯硫醚和1‑甲基‑4‑哌啶酮的摩尔比为1:1~

1:1.3。

3.如权利要求1所述的一种接枝柔性侧链阳离子基团含硫醚柔性间隔基阴离子交换膜材料的合成方法,其特征在于,所述步骤A中,所述三氟甲磺酸和1‑甲基‑4‑哌啶酮的摩尔比为3:1 4:1。

~

4.如权利要求1所述的一种接枝柔性侧链阳离子基团含硫醚柔性间隔基阴离子交换膜材料的合成方法,其特征在于,所述步骤B中,所述1,6‑二溴己烷的用量为1‑甲基哌啶的3~

5倍,反应温度为40~60℃,反应时间为6~12h。

5.如权利要求1所述的一种接枝柔性侧链阳离子基团含硫醚柔性间隔基阴离子交换膜材料的合成方法,其特征在于,所述步骤C中,所述N‑甲基吡咯烷酮的用量为含硫醚柔性间隔基聚苯硫醚哌啶聚合物质量的30~60倍。

6.如权利要求1所述的一种接枝柔性侧链阳离子基团含硫醚柔性间隔基阴离子交换膜材料的合成方法,其特征在于,所述步骤C中,所述K2CO3的用量与含硫醚柔性间隔基聚苯硫醚哌啶聚合物的摩尔比为1:1。

7.如权利要求1所述的一种接枝柔性侧链阳离子基团含硫醚柔性间隔基阴离子交换膜材料的合成方法,其特征在于,所述步骤C中,所述含6‑溴己烷基‑1‑甲基哌啶溴化物的用量与含硫醚柔性间隔基聚苯硫醚哌啶聚合物的摩尔比为0.25:1~0.4:1。

8.一种如权利要求1所述的接枝柔性侧链阳离子基团含硫醚柔性间隔基阴离子交换膜材料的合成方法制备得到的阴离子交换膜材料的应用,其特征在于,所述接枝柔性侧链阳离子基团含硫醚柔性间隔基阴离子交换膜材料可作为关键部件应用于碱性水电解池中。