一种磺化长支链型聚苯醚质子交换膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种磺化长支链型聚苯醚质子交换膜及其制备方法，属于质子交换膜的制备及电化学领域。首先将聚苯醚进行酰基化，然后与对羟基苯磺酸钠进行缩合反应，得到磺化长支链型聚苯醚质子交换膜。本发明专利技术与传统的磺化主链型芳香聚合物相比，由于将磺酸基团引入到了具有一定柔性的长支链上，所以亲水基团容易相互聚集，形成离子簇，进而远离疏水主链，形成明显的亲水/疏水微相分离结构，保证在相对较低磺化度时，具有较高的质子传导率，进而提高电池的能量效率，在全钒氧化还原液流电池用离子交换膜的应用中具有较好的应用前景。

A sulfonated long branched polyphenylene ether proton exchange membrane and its preparation method

The present invention provides a sulfonated long branched polyphenylene ether proton exchange membrane and a preparation method, which belongs to the preparation and electrochemistry of the proton exchange membrane. First, polyphenylene ether was acylated and then condensed with sodium P hydroxybenzene sulfonate, and the sulfonated long branched polyphenylene ether proton exchange membrane was obtained. Compared with the traditional main chain type sulfonated aromatic polymer of the invention, the sulfonic acid groups into a flexible long chain, so easy to hydrophilic groups together and form clusters, and further away from the hydrophobic backbone, forming obvious hydrophilic / hydrophobic microphase separation structure, ensure the relatively low degree of sulfonation, proton with high conduction rate, and improve the energy efficiency of the battery has a good prospect of application of redox flow batteries of ion exchange membrane used in the oxidation of vanadium.

【技术实现步骤摘要】
一种磺化长支链型聚苯醚质子交换膜及其制备方法
本专利技术涉及质子交换膜的制备及电化学领域，具体涉及一种磺化长支链型聚苯醚质子交换膜的制备方法。
技术介绍
全钒氧化还原液流电池(Allvanadiumredoxflowbattery,简称：VRB)是一种新型的绿色环保储能电池。与其它氧化还原液流电池相比，例如，钒/溴液流电池、锌/溴液流电池以及多硫化钠/溴液流电池。全钒氧化还原液流电池具有使用寿命长，充电迅速、容量增加容易、高能量效率，结构简单，设计灵活，可深度放电以及安全性高等优点而被广泛地应用于太阳能和风能等可再生能源领域。全钒液流电池作为大规模储能技术具有广泛的应用前景。离子交换膜是全钒液流电池的关键组成部分之一，其成本接近VRB总投入的50％，离子交换膜的性能在很大程度上可以影响全钒液流电池的使用性能及其寿命。离子交换膜具有以下几方面的作用：(1)隔绝电池正负极，避免电池内部发生短路；(2)使电池内部形成质子通道，形成回路；(3)只允许质子通过，而不允许钒离子通过，防止正负极电解液交叉互混。应用于全钒液流电池中的离子交换膜应该具有下述条件：(1)高质子传导率，高离子选择性；(2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磺化长支链型聚苯醚质子交换膜，其特征在于，所述的磺化长支链型聚苯醚质子交换膜结构如下：

【技术特征摘要】
1.一种磺化长支链型聚苯醚质子交换膜，其特征在于，所述的磺化长支链型聚苯醚质子交换膜结构如下：其中：x＝0.1～1，y＝0～0.9。2.一种磺化长支链型聚苯醚质子交换膜的制备方法，其特征在于，首先将聚苯醚进行酰基化，然后与对羟基苯磺酸钠进行缩合反应，得到磺化长支链型聚苯醚质子交换膜，具体合成路线如下：(1)聚苯醚的酰基化：配制w/v浓度为0.05％～2％的聚苯醚/溶剂A溶液，在冰水浴和惰性气体保护下，加入0.2～0.8倍的聚苯醚物质的量的催化剂，再加入0.1～0.7倍的聚苯醚物质的量的酰基化试剂；移至油浴锅中，40～120℃磁力搅拌反应5～26h；冷却至室温，倒入乙醇中析出，反复清洗，在30℃真空烘箱中放置24h；所述的酰基化的聚苯醚的结构如下：其中：x表示为酰基化聚苯醚的功能化程度，x＝0～1；(2)酰基化产物的缩合反应：配制w/v浓度为4～12％的酰基化产物/溶剂B溶液；在惰性气体保护下，加入1.5～3.4倍的酰基化产物物质的量的对羟基苯磺酸钠；再加入2.3～7.65倍的酰基化产物物质的量的碱性催化剂，鼓泡除水，在110～150℃下反应30～156h；冷却至室温，倒入乙酸乙酯中析出，反复...

【专利技术属性】
技术研发人员：焉晓明，孙佳慧，贺高红，阮雪华，代岩，郑文姬，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21