一种功能季铵化聚咔唑基聚合物电解质的制备制造技术

本发明专利技术首先提供了一种功能季铵化聚咔唑基聚合物电解质制备方法。从小分子结构的设计出发，经过合成、聚合、季铵化等实验步骤最终制备出了含有功能季铵化阳离子基团的聚咔唑基聚合物电解质，不仅加入了侧链以及含氟单体用于构建更加发达的亲疏水相分离结构并提高离子传导率，还以大空间位阻和具有给电子能力的环己烷结构进行季铵化以提升耐碱稳定性。实验结果表明，由本发明专利技术的聚合物电解质制备的阴离子交换膜离子传导率在80℃时为76.54mS cm<supgt;‑1</supgt;(膜的厚度为35μm)。

【技术实现步骤摘要】

此项专利技术属于高分子聚合物电解质，涉及一种功能季铵化聚咔唑基聚合物电解质的制备方法。

技术介绍

1、聚合物电解质一般由高分子聚合物骨架以及功能化的分子基团构成，具有高分子材料所具备的高强度和可塑性等特点，功能化基团使得聚合物电解质在碱性燃料电池、裂解水制氢以及界面化学中有着丰富的应用前景和广阔的发展空间。

2、聚合物电解质的离子传导能力和功能基团稳定性是社会实际生产发展对聚合物电解质提出的两点重要要求。在实际的研究过程中，季铵盐离子由于制备简单、成本低廉，季铵盐及其衍生物常被用作功能基团。哌啶基团属于季铵盐衍生物的一种，其依靠环结构构象，降低了哌啶基团的亲核取代活性，使得使用哌啶作为阳离子基团的聚合物电解质拥有比较好的稳定性。在聚合物电解质的应用场景中，其离子传导能力对于聚合物电解质的具体应用性能有着非常显著的影响。提升聚合物电解质离子传导能力的方法大概可以分为两类：改进吸水行为管理和促进离子基团的聚集形成离子簇。一般来说，氟元素由于其本身的强电负性，经常被用于构建材料的疏水相区，而将其应用在聚合物电解质中，可以很好地促进聚合物电解质的亲疏水本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种功能季铵化聚咔唑基聚合物电解质的制备方法，这种聚合物电解质主要由含氟聚咔唑基主链骨架、高空间位阻哌啶阳离子和柔性侧链等部分组成；其中，通过相转移催化反应和亲核取代反应制备出所设计的单体分子结构，然后利用超酸催化反应将制备的单体聚合成为高分子聚合物，最后利用碘环己烷进行季铵化进而实现高空间位阻季铵阳离子的引入。

2.根据权利要求1所述的一种功能季铵化聚咔唑基聚合物电解质的制备方法中，相转移催化反应的反应步骤为：在氮气或惰性气体保护下，将咔唑和双端基溴代直链烷烃溶解在甲苯或者乙酸乙酯中，加入四丁基溴化铵，混合均匀后，加入质量分数为25wt％～50wt％的氢氧化钾溶液，在2...

【技术特征摘要】

1.一种功能季铵化聚咔唑基聚合物电解质的制备方法，这种聚合物电解质主要由含氟聚咔唑基主链骨架、高空间位阻哌啶阳离子和柔性侧链等部分组成；其中，通过相转移催化反应和亲核取代反应制备出所设计的单体分子结构，然后利用超酸催化反应将制备的单体聚合成为高分子聚合物，最后利用碘环己烷进行季铵化进而实现高空间位阻季铵阳离子的引入。

2.根据权利要求1所述的一种功能季铵化聚咔唑基聚合物电解质的制备方法中，相转移催化反应的反应步骤为：在氮气或惰性气体保护下，将咔唑和双端基溴代直链烷烃溶解在甲苯或者乙酸乙酯中，加入四丁基溴化铵，混合均匀后，加入质量分数为25wt％～50wt％的氢氧化钾溶液，在25～70℃下反应12～14小时。反应结束后，将混合物倒入水中以淬灭反应，然后用二氯甲烷萃取产物。旋蒸除去二氯甲烷后，用硅胶柱层析法提纯产物。

3.根据权利要求1所述的一种功能季铵化聚咔唑基聚合物电解质的制备方法中，亲核取代反应的反应步骤为：在氮气或惰性气体保护下，将权利要求2中制备的咔唑基单体和哌啶溶解在二甲基亚砜中，加入0.3～0.6当量的氢氧化钠作为催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘迪，武原龙，赵博宇，王乐，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：