含芴嵌段聚芳醚腈酮聚合物及其制备方法和其阴离子交换膜技术

本发明专利技术公开了含芴嵌段聚芳醚腈酮聚合物及其制备方法和其阴离子交换膜，该膜可作为一种固体电解质应用于碱性燃料电池和电解水制氢领域。本发明专利技术涉及的阴离子交换膜的材料为含芴嵌段聚芳醚腈酮聚合物，且在该聚合物上接枝了含柔性长碳链的季铵离子基团。本发明专利技术的阴离子交换膜具有以下优点：(1)亲水、疏水链段在膜内可以直接形成两相分离，有利于OH

【技术实现步骤摘要】
含芴嵌段聚芳醚腈酮聚合物及其制备方法和其阴离子交换膜


[0001]本专利技术属于碱性燃料电池与电解水制氢领域，具体涉及一种含芴嵌段聚芳醚腈酮聚合物及其含梳形侧链的嵌段型芴基阴离子交换膜和合成方法。

技术介绍

[0002]在各种类型的燃料电池(Fuel Cell)中，碱性电解质膜燃料电池(AEMFCs)因其具有氧化还原反应速度快，使用非贵金属催化剂的潜力而受到人们的特别关注，已经成为目前燃料电池领域的研究热点。其中，阴离子交换膜(AEMs)是AEMFCs的关键组件，起着传导OH
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离子及阻隔燃料渗透的作用，决定着燃料电池的性能优劣。随着氢能源领域的深入研究，AEMs还可应用于电解水制氢领域。近年来，通过优化化学结构提高AEMs的性能已成为研究的热点。
[0003]目前，大部分阴离子交换膜是长链无规型聚合物，导致制备的阴离子交换膜的离子交换基团分布随机，难以形成连续有效的离子通道，所以阴离子交换膜的电导率较低。
[0004]芴基基团含有较大的空间位阻，插入聚合物分子内可以增加链间距，提高膜的自由体积空间，利于膜的水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含芴嵌段聚芳醚腈酮聚合物，其特征在于：所述含芴嵌段聚芳醚腈酮聚合物的分子结构式如下所示：其中，m＝5～50的整数，n＝5～50的整数。2.一种权利要求1所述的含芴嵌段聚芳醚腈酮聚合物的制备方法，其特征在于：所述方法包括：在氮气保护下，将9,9
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双(4
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羟苯基)芴单体和2,6
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二氟苯甲腈单体以m/(m+1)的摩尔比加入装置A，将4,4'
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二氟二苯甲烷单体和4,4'
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异丙二(2,6
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二甲基苯酚)单体以n/(n+1)的摩尔比加入装置B，装置A、B内的物质分别在无水碳酸钾及甲苯的存在下，溶解于极性非质子溶剂，先于135～145℃反应2～4h，去除甲苯后升温到155～165℃反应4～6h，停止反应，冷却至室温后在140～150℃下将装置A、B内的物质混合3～5h，再升温至160～170℃混合18～22h，停止反应，冷却后用醇水溶液沉淀、过滤、洗涤、再进行索氏提取纯化，干燥后即得所述含芴嵌段聚芳醚腈酮聚合物。3.一种阴离子交换膜，其特征在于：所述阴离子交换膜的主链结构包括含芴嵌段聚芳醚腈酮聚合物，所述阴离子交换膜的分子结构如下所示：其中，m＝5～50的整数，n＝5～50的整数；R为H，R为H，R为H，中的一种。4.一种权利要求3所述的阴离子交换膜的制备方法，其特征在于：所述方法包括：1)含芴嵌段聚芳醚腈酮聚合物的合成：在氮气保护下，将9,9
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双(4
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羟苯基)芴单体和2,6
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二氟苯甲腈单体以m/(m+1)的摩尔比加入装置A，将4,4'
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二氟二苯甲烷单体和4,4'
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异丙二(2,6
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二甲基苯酚)单体以n/(n+1)的摩尔比加入装置B，装置A、B内的物质分别在无水碳酸钾及甲苯的存在下，溶解于极性非质子溶剂，先于135～145℃反应2～4h，去除甲苯后升温到155～165℃反应4～6h，停止反应，冷却至室温后在140～150℃下将装置A、B内的物
质混合3～5h，再升温至160～170℃混合18～22h，停止反应，冷却后用醇水溶液沉淀、过滤、洗涤、再进行索氏提取纯化，干燥后即得所述含芴嵌段聚芳醚腈酮聚合物；2)溴化含芴嵌段聚芳醚腈酮聚合物的合成：在氮气...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖傲楠，郑佩芝，李淑纯，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：