一种聚（4-芳基）哌啶聚合物、制备方法及制备的阴离子交换膜技术

本发明专利技术属于电解水制氢和燃料电池技术领域，具体涉及一种聚(4‑芳基)哌啶聚合物，以及其制备的高稳定性阴离子交换膜，并进一步公开其制备方法和应用。本发明专利技术所述聚(4‑芳基)哌啶聚合物及阴离子交换膜，通过采用全碳主链的骨架结构，并通过使哌啶环远离刚性的主链骨架来增强离子的迁移率和提高季铵盐阳离子的碱性稳定性，并且通过使用与疏水单元共聚实现聚合物的改性，形成具有超高稳定化学结构的聚合物，进而制备具有超高稳定性的阴离子交换膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电解水制氢和燃料电池，具体涉及一种聚(4-芳基)哌啶聚合物，以及其制备的高稳定性阴离子交换膜，并进一步公开其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着全球能源危机和环境问题日益严重，人类社会急需可持续的绿色能源解决方案来减少对燃烧化石燃料的依赖。虽然大多可再生能源如太阳能、风能等资源较为丰富，但受季节和地域的限制，其应用具有很强的间歇性，且不能并入到国家电网，这极大地降低这类资源的利用率。而利用氢气的循环使这类可再生资源与高效的储能技术相结合，则是解决这一问题的潜在方法。

2、氢气是一种清洁且高能的燃料，太阳能等可再生能源转化的电力可经由电解水生产氢气而高效地储存为化学能。其中，水电解是水分子电化学分裂成氢气和氧气的过程，其逆反应可应用于燃料电池高效发电，在此过程中氢气被消耗，同时仅生成水作为副产物，实现了绿色低碳的循环发展体系。由此，上述两种技术的结合构成了氢经济的关键。

3、目前，电解水制氢和燃料电池技术正在快速发展，可预见其将成为未来支撑高比例新能源发展以及构建氢电协同格局的关键技术。以电解水制氢技术为例，目前所存在的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种聚(4-芳基)哌啶聚合物，其特征在于，所述聚合物包括具有如下式(P1)所示结构的哌啶结构聚合单元；

2.根据权利要求1所述的聚(4-芳基)哌啶聚合物，其特征在于，所述聚合物还包括具有如下式(P2)所示结构的线性结构聚合单元；

3.根据权利要求1或2所述的聚(4-芳基)哌啶聚合物，其特征在于，所述聚合物具有如下式(P)所示的结构：

4.根据权利要求3所述聚(4-芳基)哌啶聚合物，其特征在于，所述聚(4-芳基)哌啶聚合物包括哌啶结构聚合单元和线性结构聚合单元；其中，

5.根据权利要求1-4任一项所述聚(4-芳基)哌啶聚合物，其特征在于，...

【技术特征摘要】

1.一种聚(4-芳基)哌啶聚合物，其特征在于，所述聚合物包括具有如下式(p1)所示结构的哌啶结构聚合单元；

2.根据权利要求1所述的聚(4-芳基)哌啶聚合物，其特征在于，所述聚合物还包括具有如下式(p2)所示结构的线性结构聚合单元；

3.根据权利要求1或2所述的聚(4-芳基)哌啶聚合物，其特征在于，所述聚合物具有如下式(p)所示的结构：

4.根据权利要求3所述聚(4-芳基)哌啶聚合物，其特征在于，所述聚(4-芳基)哌啶聚合物包括哌啶结构聚合单元和线性结构聚合单元；其中，

5.根据权利要求1-4任一项所述聚(4-芳基)哌啶聚合物，其特征在于，所述ar中，所述苯基结构单体包括2-4个线性连接的取代或未取代的苯基单体；

6.根据权利要求3-5任一项所述聚(4-芳基)哌啶聚合物，其特征在于，所述r1中，所述疏水共聚单元包括含吸电子基结构的疏水单体；

7.一种制备权利要求3-6任一项所述聚(4-芳基)哌啶聚合物的方法，其特征在于，包括按照选定的所述聚(4-芳基)哌啶聚合物的结构，取线性结构的苯基结构单体ar、(4-芳基)哌啶单体、以及疏水共聚单元r1对应的酮类单体加入至第一溶剂中混合，在第一催化剂存在下进行聚合反应的步骤，以及将反应溶液加入第二溶剂混合，并收集析出的聚合物的步骤；

8.根据权利要求7所述聚(4-芳基)哌啶聚合物的制备方法，其特征在于：

9.一种季铵化聚(4-芳基)哌啶聚合物，其特征在于，所述聚合物具有如下式(q)所示的结构：

10.一种制备权利要求9所述季铵化聚(4-芳基)哌啶聚合物的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙立成，任荣，尹利强，
申请(专利权)人：西湖大学，
类型：发明
国别省市：