含ASU侧链的聚合物及其制备方法和基于该聚合物的阴离子交换膜技术

本发明专利技术公开了一类含6‑氮杂环螺[5,5]十一烷(ASU)侧链的季铵盐阳离子聚合物及其制备方法和基于该聚合物的阴离子交换膜。N‑螺环结构可以有效的限制碱性环境下的消去反应和开环取代反应，因此具有较高的碱性稳定性。本发明专利技术通过4‑羟基哌啶与1,5‑二溴戊烷反应得到螺环季铵盐HOASU，随后与卤代聚合物或小分子单体反应得到侧链含ASU的聚合物或含ASU的单体。含ASU的单体可以通过自由基均聚和或共聚合得到侧链含ASU的聚合物。侧链含ASU结构聚合物对碱有非常好的耐受性。

【技术实现步骤摘要】
含ASU侧链的聚合物及其制备方法和基于该聚合物的阴离子交换膜
本专利技术属于燃料电池及高分子材料合成领域，涉及一类含6-氮杂环螺[5,5]十一烷(ASU)侧链的季铵盐阳离子聚合物及其制备方法和基于该聚合物的阴离子交换膜。
技术介绍
燃料电池作为一种清洁、高效、安全绿色的能量转换装置，有望成为新能源应用中最突出的一种新技术。其中，碱性阴离子交换膜燃料电池具有比功率高、发电效率高、环境友好性的优点，同时避免了质子交换膜燃料电池贵金属催化剂成本较高，甲醇透过率高的劣势，从而成为备受关注的新能源技术。阴离子交换膜的性质很大程度上决定着碱性燃料电池的最终性能，因此，开发综合性能优异的阴离子交换膜材料一直是科学家努力的目标。相比质子交换膜，阴离子交换膜传导的是氢氧根，但因为氢氧根在水中的扩散系数只有氢离子的四分之一，所以电导率普遍较低。最常用的解决方法是提高季铵盐的含量，并进行适当的交联，从而提高离子交换容量并限制膜的溶胀实现电导率的提升。现阶段报道的阴离子交换膜的电导率已经能与商业化的质子交换膜Nafion(83mS/cm，25℃)相当，稳定性成为制约阴离子交换膜应用的决定性因素。小分子阳离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含ASU侧链的聚合物，其特征在于，结构如下：

【技术特征摘要】
1.一种含ASU侧链的聚合物，其特征在于，结构如下：。2.如权利要求1所述的聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：先合成ASU前体，再进行后修饰的方法得到聚合物，1)采用4-羟基哌啶为前体，在碳酸钾的乙腈溶液中与1，5-二卤代戊烷反应得到HOASU；2)在氢化钠，N,N-二甲基甲酰胺条件下，HOASU与含卤代烷基的聚合物或含双键的小分子化合物进行反应，得到PASU或含ASU的单体；3)将所得的含ASU的单体进行聚合得到PASU。3.根据权利要求2所述的化合物的制备方法，其特征在于，所述的含卤代烷基的聚合物或含双键的小分子化合物为...

【专利技术属性】
技术研发人员：和庆钢，任荣，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33