【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电化学，具体而言，涉及一种离子传导聚合物及其制备方法、离子传导交联物及其制备方法、阴离子交换膜及其应用。
技术介绍
1、阴离子交换膜的应用主要受到阴离子交换膜的电化学性能和使用寿命的影响；其中，阴离子交换膜的使用寿命主要受到阴离子交换膜的溶胀率和碱稳定性的影响。但是，现有的阴离子交换膜无法兼具较好的电化学性能（例如，较低的离子导率等）、碱稳定性以及较低的溶胀率，使得阴离子交换膜无法满足科技不断发展对其的更高要求，极大程度地限制了阴离子交换膜的应用。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种离子传导聚合物及其制备方法、离子传导交联物及其制备方法、阴离子交换膜及其应用，其旨在改善现有的阴离子交换膜的电化学性能和使用寿命，使得阴离子交换膜兼具较高的离子导率、较低的溶胀率以及较高的碱稳定性。
2、第一方面，本申请提供一种离子传导聚合物，该离子传导聚合物的表达通式为：am-bn-cp，该离子传导聚合物的结构式如下：
3、；其中，m≥0，n＞0，p≥0，y为0或1，s≥0，且y与s不同时为0；ar1、ar2以及ar3各自独立地选自取代或未取代的芳基；r1以及r6各自独立地选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基；r2为含有氟原子的基团；r3为含有盐类单元的基团；r4以及r5各自独立地选自含有盐类单元的结构、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、含有卤素原子的结构；r7为卤素原子。
4、本申请通过对离子传导聚合物中的共聚单元的主链结构以及侧链结
5、第二方面，本申请提供了一种上述第一方面任一项提供的离子传导聚合物的制备方法，该制备方法包括：在催化剂的存在下，将第一组分以及第二组分进行共聚反应；然后向共聚反应后的体系中加入第三组分，进行成盐反应。催化剂包括三氟甲磺酸、三氟乙酸、浓硫酸、对甲苯磺酸、五氟乙磺酸、七氟-1-丙磺酸、全氟丙酸、七氟丁酸以及磷钨酸中的至少一种；第一组分为取代或未取代的芳香化合物；第二组分包括第一单体，或，第二组分包括第一单体且第二组分还包括第二单体以及第三单体中的至少一种；第一单体的结构式如下：；第二单体的结构式如下：；第三单体的结构式如下：；其中，y为0或1，s≥0，且y与s不同时为0；r1以及r6各自独立地选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基；r2为含有氟原子的基团；ra为含有前驱体基团的结构；rb以及rc各自独立地选自含有前驱体基团的结构、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、含有卤素原子的基团；r7为卤素原子；第三组分为能够与前驱体基团反应形成盐类单元。
6、第三方面，本申请提供了一种离子传导交联物，该离子传导交联物的结构式如下：
7、；其中，m1和m2均≥0，n1和n2均＞0，p1和p2均＞0，p3和p4均≥0；y1和y2均为0或1，s1和s2均≥0，y1与s1不同时为0，且y2与s2不同时为0；y3和y4均为0或1，s3和s4均≥0，y3与s3不同时为0，且y4与s4不同时为0；ar1a、ar1b、ar2a、ar2b、ar3a、ar3b、ar3c以及ar3d各自独立地选自取代或未取代的芳基；r1a、r1b、r6a、r6b、r6c以及r6d各自独立地选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基；r2a以及r2b均为含有氟原子的基团；r3a以及r3b均为含有盐类单元的结构；r4a以及r4b各自独立地选自含有盐类单元的结构、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、含有卤素原子的基团；r5c以及r5d各自独立地选自含有盐类单元的结构、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、含有卤素原子的基团；r7a以及r7b均为卤素原子；r5a以及r5b各自独立地选自含有盐类单元的结构、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、含有卤素原子的基团、含有的结构、含有的结构；m1、m2以及m3均为交联结构，交联结构含有胺基，或，交联结构含有带正电的铵基以及与带正电的铵基静电结合的阴离子；p1以及p2均为离子传导聚合物。
8、第四方面，本申请提供了一种离子传导交联物的制备方法，该制备方法包括：在交联剂的存在下，将上述第一方面任一项提供的离子传导聚合物进行交联反应；其中，离子传导聚合物的结构式中的p＞0。
9、第五方面，本申请提供了一种阴离子交换膜，该阴离子交换膜的材质包括离子传导体系；或，该阴离子交换膜包括多孔支撑层和填充于多孔支撑层的孔隙内的填充物，填充物包括无机亲水颗粒以及离子传导体系；或，该阴离子交换膜包括多孔支撑层和填充于多孔支撑层的孔隙内的填充物，填充物包括离子传导体系；或，该阴离子交换膜包括无机亲水颗粒以及离子传导体系。其中，离子传导体系包括：离子传导聚合物或/和离子传导交联物；离子传导聚合物为上述第一方面任一项提供的离子传导聚合物，或离子传导聚合物为采用上述第二方面提供的离子传导聚合物的制备方法制得的离子传导聚合物；离子传导交联物为上述第三方面提供的离子传导交联物，或离子传导交联物为采用上述第四方面提供的离子传导交联物的制备方法制得的离子传导交联物。
10、第六方面，本申请提供了一种上述第五方面提供的阴离子交换膜在用于制备电解水器件、电渗析器件、燃料电池或电化学储能器件中的应用；电化学储能器件包括液流电池。
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1.一种离子传导聚合物，其特征在于，所述离子传导聚合物的表达通式为：Am-Bn-Cp，所述离子传导聚合物的结构式如下：
2.根据权利要求1所述的离子传导聚合物，其特征在于，R3的结构式如下：；其中，R8为盐类单元，q为1~3的自然数；
3.根据权利要求1或2所述的离子传导聚合物，其特征在于，所述盐类单元的结构式如下：
4.根据权利要求3所述的离子传导聚合物，其特征在于，R10+选自带正电的环胺基或季铵基；
5.根据权利要求1所述的离子传导聚合物，其特征在于，所述离子传导聚合物的结构式如下：
6.一种离子传导聚合物的制备方法，其特征在于，包括：在催化剂的存在下，将第一组分以及第二组分进行共聚反应；然后向所述共聚反应后的体系中加入第三组分，进行成盐反应；
7.一种离子传导交联物，其特征在于，所述离子传导交联物的结构式如下：
8.一种离子传导交联物的制备方法，其特征在于，包括：在交联剂的存在下，将如权利要求1~5中任一项所述的离子传导聚合物进行交联反应；
9.一种阴离子交换膜，其特征在于，所
10.一种如权利要求9所述的阴离子交换膜在用于制备电解水器件、电渗析器件、燃料电池或电化学储能器件中的应用；所述电化学储能器件包括液流电池。
...【技术特征摘要】
1.一种离子传导聚合物，其特征在于，所述离子传导聚合物的表达通式为：am-bn-cp，所述离子传导聚合物的结构式如下：
2.根据权利要求1所述的离子传导聚合物，其特征在于，r3的结构式如下：；其中，r8为盐类单元，q为1~3的自然数；
3.根据权利要求1或2所述的离子传导聚合物，其特征在于，所述盐类单元的结构式如下：
4.根据权利要求3所述的离子传导聚合物，其特征在于，r10+选自带正电的环胺基或季铵基；
5.根据权利要求1所述的离子传导聚合物，其特征在于，所述离子传导聚合物的结构式如下：
6.一种离子传导聚合物的制备方法，其特征在于，包括：在催化剂的存在下，将第一组分以及第二组分进行共聚反应；然后向所述共聚反应后的体系中加入第三组分，进行成盐反应；
【专利技术属性】
技术研发人员：陈安琪，
申请(专利权)人：固碳新能源科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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