一种一维刚性全碳骨架亚芳基聚合物阴离子交换膜及制备方法技术

本发明专利技术属于阴离子交换膜领域，具体涉及一种一维刚性全碳骨架亚芳基聚合物阴离子交换膜及制备方法。一维刚性全碳骨架亚芳基聚合物阴离子交换膜材料是通过亚芳基单体对位聚合制备的季铵盐基全碳骨架聚合物。其全碳骨架有利于提高材料整体化学稳定性；同时由于对位取代芳环的空间构型限制，分子链构象难以弯折，导致分子链整体趋于一维刚性延展，诱导离子传输基团规整线性排列，构建高效离子传输通道，提高离子电导率。提高离子电导率。

【技术实现步骤摘要】
一种一维刚性全碳骨架亚芳基聚合物阴离子交换膜及制备方法


[0001]本专利技术属于阴离子交换膜材料领域，具体涉及一种基于刚性骨架的一维线性全碳亚芳基聚合物阴离子交换膜及其制备方法，本专利技术的一维刚性全碳骨架亚芳基聚合物阴离子交换膜可以用于制备阴离子交换膜燃料电池。

技术介绍

[0002]燃料电池具有发电效率高、可靠性高、环境污染小等优点，然而，广泛应用的质子交换膜燃料电池多使用铂作为催化剂，极大提高燃料电池成本，限制了其进一步的商业推广。
[0003]发展基于阴离子交换膜的碱性燃料电池是降低燃料电池生产成本的有效途径。阴离子交换膜燃料电池具有诸多优势：1.在阴离子交换膜燃料电池中，离子与燃料的传导方向相反，有利于降低燃料渗透率；2.氧化还原反应在碱性环境下的反应动力学过程较快，因此可以使用铁，镍等廉价金属代替铂，降低成本；3.较快的动力学过程使得甲醇、乙醇等可以作为燃料使用；4.碱性环境对于金属催化剂腐蚀性较小，可以延长燃料电池电堆的使用寿命。但迄今为止阴离子交换膜依然存在两个关键短板：离子电导率低和化学稳定性差。
[0004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一维刚性全碳骨架亚芳基聚合物阴离子交换膜，其特征在于：该聚合物阴离子交换膜的一维刚性全碳骨架亚芳基聚合物结构式为，Ar1选自一种或几种季铵化的亚芳基结构，Ar2选自一种或几种亚芳基结构，m=10～10000的整数，n=0～10000的整数。2.根据权利要求1所述的一维刚性全碳骨架亚芳基聚合物阴离子交换膜，其特征在于，所述Ar1选自Ar1‑
1~Ar1‑
25中的一种或几种，，，，，，，，，，，，，，，
，，，，，，，，，，；其中，X选自氧原子，硫原子，亚胺基（
‑
NH
‑
），亚甲基（
‑
CH2‑
）中的一种，D，Y，Z，A相同或不同的选自氮原子、次甲基（=CH
‑
）中的一种；G
⊕
基团取自以下两种形式中的任意一种：，；Alk基团为连接在氮上的烃基基团，选自C
1 ~ C
20
直链脂肪族基团、C
1 ~ C
20
支链脂肪族基团、C
3 ~ C
20
脂环族基团、单环芳香族基团、多环芳香族基团、稠环芳香族基团、非苯芳香族基团中的一种或多种；R1和R2选自C
1 ~ C
20
直链脂肪族基团、C
1 ~ C
20
支链脂肪族基团、C
3 ~ C
20
脂环族基团、单环芳香族基团、多环芳香族基团、稠环芳香族基团中的一种或多种；R3和R4选自
‑
CRe2‑
，
‑
CRe2‑
CRe2‑
，或
‑
CRe2‑
CRe2‑
CRe2‑
。其中 Re基团选自氢原子，C
1 ~ C
20
直链脂肪族基团、C
1 ~ C
20
支链脂肪族基团、C
3 ~ C
20
脂环族基团、单环芳香族基团、多环芳香族基团、稠环芳香族基团中的一种或多种；B基团为一价氟负离子，一价氯负离子，一价溴负离子，一价碘负离子，一价六氟磷酸
根，一价碳酸氢根或一价氢氧根负离子；R基团为氢原子，C
1 ~ C
20
直链脂肪族基团、C
1 ~ C
20
支链脂肪族基团、C
3 ~ C
20
脂环族基团、单环芳香族基团、多环芳香族基团或稠环芳香族基团。所述Ar2选自Ar2‑
1~Ar2‑
25中的一种或几种：，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，
，其中，X选自氧原子，硫原子，亚胺基（
‑
NH
‑
），亚甲基（
‑
CH2‑
）中的一种，D，Y，Z，A相同或不同的选自氮原子，次甲基（=CH
‑
）中的一种，R基团选自氢原子，C
1 ~ C
20
直链脂肪族基团、C
1 ~ C
20
支链脂肪族基团、C
3 ~ C
20
脂环族基团、单环芳香族基团、多环芳香族基团或稠环芳香族基团。3.根据权利要求1所述的一维刚性全碳骨架亚芳基聚合物阴离子交换膜，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔光磊，陈霖，张尧剑，赵井文，徐红霞，王哲，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：