一种含卟啉环支化聚苯并咪唑和含卟啉环支化聚苯并咪唑质子交换膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含卟啉环支化聚苯并咪唑和含卟啉环支化聚苯并咪唑质子交换膜的制备方法。所述含卟啉环支化聚苯并咪唑通过如下方法制备：在含五氧化二磷的多聚磷酸中，式I所示的芳香四胺单体中的至少一种、式II所示的二羧酸单体中的至少一种和式III所示的中

【技术实现步骤摘要】
一种含卟啉环支化聚苯并咪唑和含卟啉环支化聚苯并咪唑质子交换膜的制备方法


[0001]本专利技术属于燃料电池质子交换膜、高分子功能膜
，具体地说，涉及一种含卟啉环支化聚苯并咪唑和含卟啉环支化聚苯并咪唑质子交换膜的制备方法。
[0002]背景
[0003]燃料电池是一种清洁高效的能源技术，可以直接将燃料的化学能转化为电能，主要由阳极、阴极和电解质组成。其中，质子交换膜是燃料电池的核心部件，它作为固体电解质提供离子转移，防止燃料在电极之间渗透，将直接影响燃料电池的性能和寿命。质子交换膜燃料电池技术被认为是全球可持续发电最有前途的电化学技术之一。传统的膜如Nafion和磺化膜在较高温度下是不稳定的，不能用作高温质子交换膜。而通过使用磷酸作为质子载体，磷酸掺杂的聚苯并咪唑膜被用作高温质子交换膜，其在高温下可以有比较高的质子电导率。
[0004]目前，酸掺杂聚苯并咪唑膜的质子电导率取决于膜的酸掺杂水平，既为聚合物每个重复单元中酸分子的数量。支化聚合物是由致密的、具有共价键分支的三维大分子组成的聚合物，在普通溶剂中具有良好的溶解性和类似交联体系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含卟啉环支化聚苯并咪唑，其特征在于：所述含卟啉环支化聚苯并咪唑通过如下方法制备：在含五氧化二磷的多聚磷酸中，式I所示的芳香四胺单体中的至少一种、式II所示的二羧酸单体中的至少一种和式III所示的中
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四(4
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羧基苯基)卟吩经缩聚反应得到含卟啉环支化聚苯并咪唑；其中二羧酸单体和中
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四(4
‑
羧基苯基)卟吩的总摩尔数与芳香四胺单体的摩尔数之比为9
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11:10，中
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四(4
‑
羧基苯基)卟吩的摩尔量占芳香四胺单体摩尔量的0.1
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3％；式I中，
‑
R
‑
为化学单键(即式I为联苯结构)、
‑
CH2‑
O
‑
、
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O
‑
(醚键)或
‑
CO
‑
(羰基)；式II中，A选自
①
～
⑧
所示化学结构的一种：其中2≤n≤18；式III中，R为2.如权利要求1所述的含卟啉环支化聚苯并咪唑，其特征在于：所述缩聚反应按照如下步骤实施：在氮气保护下，将多聚磷酸和五氧化二磷加入带有搅拌桨的反应器中，升温至80
‑
120℃搅拌至融化，再将式I所示的芳香四胺单体中的至少一种、式II所示的二羧酸单体中的至少一种和式III所示的中
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四(4
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羧基苯基)卟吩加入，搅拌至溶解后，升温至140
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220℃搅拌反应1
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12h，反应结束后，所得聚合物溶液经后处理得到含卟啉环支化聚苯并咪唑。3.如权利要求1所述的含卟啉环支化聚苯并咪唑，其特征在于：所述缩聚反应按照如下步骤实施：在氮气保护下，将多聚磷酸和五氧化二磷加入带有搅拌桨的反应器中，升温至80
‑
120℃搅拌至融化，再将一种式I所示的芳香四胺单体A、一种式II所示的二羧酸单体A加入，搅拌至溶解后，升温至120
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160℃预聚合0.5
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2h，然后加入式III所示的中
‑
四(4
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羧基苯基)卟吩，搅拌至溶解后，升温至140
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180℃搅拌反应0.5
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4h；将体系冷却至100
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140℃，再加入一种式I所示的芳香四胺单体B、一种式II所示的二羧酸单体B，搅拌0.5
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2h后，升温至140
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220℃搅拌反应1
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24h，反应结束后，所得聚合物溶液经后处理得到含卟啉环支化聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈江南，徐志鹏，李业洋，廖俊斌，陈子俊，陈茜婷，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：