能致密交联的芳烷基双烯磺酸盐离子膜化合物制造技术

本发明专利技术提供一种芳烷基双烯磺酸盐的离子膜化合物及其合成方法，需要经过烷基化、脱氯烯键、环氧化、开环磺化、催化氧化、还原和脱水双烯的七步合成反应，才能合成高纯度芳烷基双烯磺酸盐；由于将离子膜的各种苛刻性能要求，集中设计为一个精确小分子的双烯键磺酸盐，能够为聚合的阳离子膜提供高度致密交联、极致小的离子通道、长期稳定耐氧化、长期稳定阻挡甲醇等有机溶剂的溶胀渗透和高离子电导率等优异性能，具有稳定优异的重复制备质量一致性。具有稳定优异的重复制备质量一致性。具有稳定优异的重复制备质量一致性。

【技术实现步骤摘要】
能致密交联的芳烷基双烯磺酸盐离子膜化合物


[0001]本专利技术是一种芳烷基双烯磺酸盐化合物，是合成致密交联阳离子膜的原料，属于新材料领域。

技术介绍

[0002]性能优异的阳离子膜用途很广泛，在氢燃料电池、盐湖卤水低成本清洁提锂、稀盐酸或稀氢氟酸提纯富集为高纯饱和浓盐酸或浓氢氟酸，高纯电子化学品高效低成本提纯、共沸醇类溶剂的高效脱水、以及石墨烯废硫酸浓缩回收高纯硫酸等等各种产业应用。但这些应用对离子膜性能要求很苛刻，需要致密交联、长期稳定耐氧化或长期稳定阻挡甲醇等有机溶剂的渗透溶胀。
[0003]自从US3282875报道杜邦Nafion离子膜的式J化学结构的单烯键全氟磺酸单体后，大量离子膜的合成方法被报道；Nafion膜是由四氟乙烯和式J化学结构的单烯键磺酸单体自由基聚合而成，在国内外无机氯碱工业中大量使用；但是由于Nafion膜没有交联，在含有机溶剂的产品中应用时，几天内就会溶胀破损，例如Nafion膜无法用于甲醇燃料电池，因为甲醇能在2天内就能溶胀破损Nafion全氟磺酸离子膜。
[0004]国内外有大量报道改性PVDF本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能致密交联的C16~18芳烷基双烯磺酸盐离子膜化合物，具有式A化学结构：其中：n=1~3，M为K
+
或Na
+
。2.根据权利要求1所述的式A化学结构的离子膜化合物，其主要特征是其合成方法必须以式B化学结构的二叔醇为起始原料：其中：n=1~3。3.根据权利要求1所述的式A化学结构的离子膜化合物，其主要特征是其合成过程需要经过烷基化反应、脱氯烯键反应、环氧化反应、开环磺化反应、催化氧化反应、还原反应和脱水双烯反应的七步合成反应：（1）烷基化反应：在室温下，式B化学结构的二叔醇用少量水全部溶解，加入适量的乙苯；保持在30~50℃滴加浓盐酸，不断析出单氯化的产物进入乙苯油层，油层用碳酸氢钠水溶液洗涤到中性后，分层收集单氯化产物的乙苯油层；将单氯化产物的乙苯油层泵送，过流保持在45~55℃的大孔强酸树脂催化柱循环，烷基化反应得到式C化学结构的4-（叔氯烷基）乙苯；其中：n=1~3；（2）脱氯烯键反应：式C化合物用甲醇溶剂溶解，再加入固体氢氧化钠的甲醇溶液，加热回流，分离得到式D化学结构的4-（2-烯烷基叔碳基）乙苯；其中：n=1~3；（3）环氧化反应：式D化合物用异丙醚溶解，室温下加入间氯过氧苯甲酸，对烯键环氧化反应，分离得到式E化学结构的4-（2-环氧基长碳链叔烷基）乙苯；式D化合物和间氯过氧苯甲酸的摩尔比为1:1.1~1.3；其中：n=1~3；（4）开环磺化反应：在饱和亚硫酸氢盐水溶液中加入式E化合物的异丙醚溶液和少量季
铵盐，调节物料pH=7.0~8.5，加热到50~70℃，进行环氧基的开环磺化反应，保持式E化合物和亚硫酸氢盐的摩尔比为1:2~3；分离得到式F化学结构的4-（2-羟基-1-磺酸盐长碳链叔烷基）乙苯；其中：n=1~3，M为K<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永军，王海军，王贝越，
申请(专利权)人：上海漫关越水处理有限公司，
类型：发明
国别省市：