【技术实现步骤摘要】
一种含疏水嵌段型聚咔唑阴离子交换膜及制备方法
[0001]本专利技术涉及一种聚合阴离子交换膜及其制备方法，特别涉及一种含疏水嵌段型聚咔唑阴离子交换膜及其制备方法，属于阴离子交换膜燃料电池
技术背景
[0002]阴离子交换膜燃料电池(AEMFCs)作为一种新兴的能源技术，由于氧还原动力学快、可配备廉价非贵金属催化剂等优势，受到了广泛的关注。阴离子交换膜(AEMs) 是AEMFCs的核心，是起离子传输作用的关键部件，面临着OH
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传输效率较低、尺寸稳定较差和耐碱性不足等挑战，阻碍了AEMFCs的商业化进程。
[0003]常用的聚合物主链，由于含有砜基或醚键等吸电子基团的存在，导致其在碱性条件下，容易受到氢氧根离子进攻，导致膜主链发生降解，从而使碱性膜的性能降低。
[0004]因此，开发一种含疏水嵌段型聚咔唑阴离子交换膜，以刚性无醚聚(溴己基咔唑丁二酮)(BHCBDT)作为稳定的聚合物骨架主链，并在主链上加入含有疏水烷基链基团的辛基咔唑(OCB)作为嵌段，阳离子接入在烷基链末端，远离聚合...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含疏水嵌段型聚咔唑阴离子交换膜，其结构如通式(I)所示：其中：所述主链由含有烷基溴取代的咔唑单体(溴己基咔唑单体)和烷基取代的咔唑单体(辛基咔唑单体)，与酮类单体进行缩合反应制备得到；x＝0、10、20、30，对应阴离子为OH
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或Br
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；R1与R2框选出的酮为：三氟丙酮、三氟苯乙酮、2,3
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丁二酮或N
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甲基哌啶酮；R3代表的含有叔胺基团的单体为三甲胺、N
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甲基吡咯烷或N
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甲基哌啶。2.根据权利要求1所述含疏水嵌段型聚咔唑阴离子交换膜，其特征在于：所述含疏水嵌段型聚咔唑阴离子交换膜为聚溴己基咔唑
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丁二酮阴离子交换膜、聚溴己基咔唑(辛基咔唑
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10)
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丁二酮阴离子交换膜、聚溴己基咔唑(辛基咔唑
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10)
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丁二酮阴离子交换膜或聚溴己基咔唑(辛基咔唑
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30)
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丁二酮阴离子交换膜。3.一种含疏水嵌段型聚咔唑阴离子交换膜的制备方法，其步骤如下：(1)9
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(6
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溴己基)咔唑的合成将咔唑倒入容器内，加入四氢呋喃，然后将氢氧化钾加入圆底烧瓶内，搅拌，最后将1,6
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二溴己烷缓慢的加入正在搅拌的混合物中，在40℃的条件下反应，待反应结束后，将适量去离子水加入容器内进行淬灭，用二氯甲烷进行萃取，旋蒸，得到粗产品，用二氯甲烷/正己烷(1∶5，v/v)作为洗脱液，用硅胶柱层析法，对粗产品进行纯化，旋蒸后，得到9
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(6
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溴己基)咔唑；(2)溴己基咔唑
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丁二酮聚合物主链的制备将步骤(1)制备的9
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(6
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溴己基)咔唑加入容器内，加入二氯甲烷，待原料溶解后，加入2,3
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丁二酮，最后，在冰水浴的条件下缓慢向烧瓶内滴加三氟乙酸，在冰水浴的条件下继续反应；待反应完全后，将烧瓶内粘性深绿色溶液缓慢倒在甲醇溶液中沉淀，将产物过滤并用甲醇洗涤3次，得到溴己基咔唑
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丁二酮；(3)季铵化溴己基咔唑
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丁二酮的制备将步骤(2)制备的溴己基咔唑
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丁二酮溶解在适量N,N
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二甲基甲酰胺中，而后，缓慢滴加三甲胺水溶液，室温下搅拌反应，待反应完全后，将溶液缓慢倒入乙酸乙酯(EA)溶液中沉淀，过滤，得到浅黄色固体，用乙酸乙酯洗涤3次，得到季铵化溴己基咔唑
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丁二酮；(4)聚溴己基咔唑
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丁二酮阴离子交换膜的制备将步骤(3)制备的季铵化溴己基咔唑
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丁二酮溶于二甲基亚砜中，制得质量分数为5.2％的均质聚合物溶液，流延成膜，再将膜置于NaOH溶液中浸泡，并用去离子水反复冲洗，得到聚溴己基咔唑
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丁二酮阴离子交换膜。4.一种含疏水嵌段型聚咔唑阴离子交换膜的制备方法，其步骤如下：(1)将咔唑单体溶解于溶剂中，加入氢氧化钾和1,6
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二溴己烷，加热，搅拌，反应结束
后，加入去离子水，淬灭反应，加入有机溶剂，萃取产物，分离出有机层，干燥，将有机层旋转蒸发，得到粗产...
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