一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种基于哌啶的炔‑叠氮基的AB型单体及其制备方法和应用，涉及高分子材料修饰的技术领域。本发明专利技术提供的AB型单体同时含有炔基和叠氮基以及季铵基团，季铵基团不需要其他修饰即可实现离子传导功能，而所含的炔基和叠氮基能通过点击化学的手段实现链的增长，将该AB型单体点击到高分子的侧链上可控的修饰链长度（AB型单体数目为2‑30），该方法提供了一种新的侧链结构，其修饰的高分子可在燃料电池、电解水、电化学电极粘结剂等方面有广阔的应用前景，本发明专利技术提供的制备方法过程简单、易操作、成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体及其制备方法和应用
本专利技术属于高分子材料修饰
，具体涉及一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体及其制备方法和应用。
技术介绍
聚合物电解质膜燃料电池被认为是一种高效洁净的绿色能源，由于具有高能量转化效率、高比功率、高比能量、负荷响应快、较长的使用寿命以及应用领域广泛等优点，近年来备受关注。与质子交换膜燃料电池(PEMFC)相比，碱性阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)显示出独特的优势：(1)在碱性条件下，燃料的电极反应会更快，因而可以减少催化剂的用量，甚至可以允许非贵催化剂的使用；(2)碱性条件下，催化剂中毒可能性较小；(3)由于燃料和氢氧根传递方向是相反的，燃料泄漏率会降低；因而，阴离子交换膜燃料电池近几年成为燃料电池领域研究的热点。作为碱性阴离子交换膜燃料电池的核心部件，阴离子交换膜(AEM)将燃料阻隔，并提供离子传输通道。这就要求AEM具备高离子传导性和稳定性，而OH-的扩散系数远低于H+，因而阴离子交换膜的离子传导率普遍较低。通过提高离子交换容量(IEC)手段，可有效提高AEM离子传导率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体，其特征在于：所述AB型单体的结构通式为：

【技术特征摘要】
1.一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体，其特征在于：所述AB型单体的结构通式为：式中-R为以下结构中的任一种：



其中，与哌啶N+相连的侧链为炔基，哌啶的4位上连接的为叠氮基团。


2.根据权利要求1所述的一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体，其特征在于：所述的AB型单体为N-甲基-丙炔基-4-哌啶甲基叠氮、N-甲基-丙炔基-3-哌啶甲基叠氮、N-甲基-丙炔基-2-哌啶甲基叠氮、N-甲基-丙炔基-4-哌啶叠氮、N-甲基-丙炔基-3-哌啶叠氮、N-甲基-丙炔基-2-哌啶叠氮、N-甲基-丁炔基-4-哌啶叠氮、N-甲基-戊炔基-4-哌啶叠氮、N-甲基-己炔基-4-哌啶叠氮、N-甲基-丙炔基-4-哌啶乙基叠氮、N-甲基-丙炔基-3-哌啶乙基叠氮、N-甲基-丁炔基-4-哌啶甲基叠氮、N-甲基-戊炔基-4-哌啶甲基叠氮或者N-甲基-己炔基-4-哌啶甲基叠氮中的一种。


3.根据权利要求1所述的一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)在保护气氛下，将含哌啶基的醇化合物、对甲苯磺酰氯和吡啶在有机溶剂一中进行磺酰化反应，得到磺酰化的粗产品；
(2)在保护气氛下，将步骤(1)得到的磺酰化的粗产品与叠氮化钠在有机溶剂二中进行叠氮化反应，得到含哌啶基的叠氮；
(3)将步骤(2)得到的含哌啶基的叠氮在有机溶剂三中与溴丙炔进行反应，得到季铵化的AB型单体。


4.根据权利要求3所述的一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，含哌啶基的醇化合物与对甲苯磺酰氯的摩尔比为1:1.1～1:3，所述吡啶与含哌啶基的醇化合物的摩尔比为1:1.1～1:3。


5.根据权利要求3所述的一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，所述有机溶剂一为二氯甲烷；所述的含哌啶基的醇化合物与对甲苯磺酰氯在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李南文，王言，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：山西;14