CN103880121B - 水处理系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水处理系统，其包括：电解池，其包括：第一电极；第二电极，其包括包含式I结构单元的聚合物的涂层；及电源，其为第一与第二电极供电；其中，每个R1独立地为C1‑C6烷基或者–SO3H；每个R2独立地为C1‑C6烷基；每个a独立地为0至4之间的整数；每个b独立地为0至3之间的整数。本发明也涉及相应的水处理方法。
Description
技术领域
本发明涉及水处理系统与方法。
背景技术
在题为“新型磺化聚苯并咪唑的合成与燃料电池用交换膜的制备”一文(参见，POLYMER Volume 48,Issue 19,2007年9月10日，第5556–5564页)中，揭示了将聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑](OPBI)磺化生成的磺化聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑](SOPBI)，可用于燃料电池的膜里面。燃料电池是将燃料中的化学能通过化学反应转化为电能的装置，而燃料电池的膜为燃料电池中独立于电极的组成部分。
与燃料电池不同，电解池为将电能用于启动非自发反应的电化电池，而且，如国际专利申请第WO 2008/035092A1号所公开，电解池有时应用于水处理系统和方法，以生成如次氯酸钠、次氯酸钾等次氯酸盐，来控制水循环系统中的微生物水平。现有的水处理系统和方法在电解池的能量消耗与次氯酸盐的生产率上都存在不足。因此，水处理系统与方法仍有待提高与创新。
发明内容
本发明涉及一种新的水处理系统与方法。
本发明涉及的水处理系统，其包括：电解池，其包括：第一电极；第二电极，其包括包含式I结构单元的聚合物的涂层；及电源，其为第一与第二电极供电；其中，每个R1独立地为C1-C6烷基或者-SO3H；每个R2独立地为C1-C6烷基；每个a独立地为0至4之间的整数；每个b独立地为0至3之间的整数。
本发明涉及的水处理方法，包括：使电流通过电解质水溶液；氧化电解质水溶液中的至少一部分阴离子，以生成氧化产物；还原至少一些氧气，以生成氢氧根离子；使氢氧根离子通过包含式I结构单元的聚合物的涂层以接近氧化产物，以便同氧化产物以及电解质水溶液中的阳离子反应生成次氯酸盐；及将次氯酸盐加入水中以控制微生物水平；其中，每个R1独立地为C1-C6烷基或者-SO3H；每个R2独立地为C1-C6烷基；每个a独立地为0至4之间的整数；每个b独立地为0至3之间的整数。
附图说明
结合详细说明并参照附图可以更好地理解本发明的特色，组成以及优点，附图中相同元件用相同标号表示，在附图中：
图1是根据本发明的一个实施例的水处理系统的示意图。
图2所示为图1中水处理系统所用的电解池的剖面示意图。
具体实施方式
说明书和权利要求中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的不会导致相关基本功能的改变的可接受的修正部分。相应的，用“大约”或“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。
在以下的说明书和权利要求中，除非清楚地另外指出，单复数不加以限制。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。
本申请所提及的“可”、“可能”和“可为”表示在一定环境下发生的可能性；具有指定的性质，特征或者功能的可能性；和/或通过显示一个或者多个能力、性能而适合于另一种动作，或者与该适合的动作相关的可能性。因此，用于“可”、“可能”和“可为”表示修饰的术语显然适合、能够或者适于所表示的能力，功能，或者用途，同时考虑在一些情况下，所修饰的术语可能有时不适合、不能或者不合适。例如，在一些情况下，事件或者能力可能是所期望的，而在其它情况下，该事件或者能力不能发生。这种区别通过术语“可”、“可能”和“可为”涵盖。
本发明中所提及的数值范围包括从低到高一个单元一个单元增加的所有数值，此处假设任何较低值与较高值之间间隔至少两个单元。举例来说，如果说了一个组分的数量或一个工艺参数的值，比如，温度，压力，时间等等，是从1到90，20到80，或者30到70，是想表达15到85，22到68，43到51，30到32等数值都已经明白的列举在此说明书中。对于小于1的数值，0.0001,0.001,0.01或者0.1被认为是比较适当的一个单元。前述只是想要表达的特别示例，所有在列举的最低到最高值之间的数值组合均被视为以类似方式清楚地列在本说明书中。
本发明中提及“一个实施例”、“另一个实施例”、“一些实施例”等等，表示所述与本发明相关的一种特定要素（例如特征、结构和/或特点）被包含在本说明书所述的至少一个实施例中，可能或可能不出现于其他实施例中。另外，需要理解的是，所述发明特征可与各种实施例和结构以任何适合的方式结合。
在下文中，将根据附图说明本发明的实施方式，将不会详细描述众所周知的功能和结构，以避免因不必要的细节而使本发明变得令人费解。
根据本发明的实施例的水处理系统可为控制水中微生物水平的任何水处理系统。图1所示为根据本发明的一个实施例的水处理系统150。水处理系统150包括电解池20，输入端152，输出端154以及下游装置156。
请一并参考图2，电解池20包括第一电极22，第二电极24，以及电源100。在图示的实施例中，电解池20包括液体空间26与气体空间28。
电源100可为提供流过电解电路的直流或交流电流的任意电源。液体空间26位于第一电极22与第二电极24之间，用于接收来自输入端152、包含阴离子与阳离子的电解质水溶液。例如，电解质水溶液可以是包含氯离子和钠离子的氯化钠溶液，或者是包含氯离子和钾离子的氯化钾溶液。电解质水溶液中的离子在第一电极22与第二电极24之间传输电流，完成电解电路。液体空间26不需要选择性渗透膜。
气体空间28与第二电极间流体相通。气体空间28用于接收和传输包含至少一些氧气的气体，例如纯氧气，或者含有至少一些氧气的混合气体，例如空气。氧气量并无限制，只要其能满足下述反应的需要。在一些方案中，氧气量为反应所需化学当量的至少两倍。
第一电极22包括包含钛或者钛合金的电极基底。第一电极22呈平板状，包括第一侧21和第二侧23。第二侧23与液体空间26流体相通。当电解电路完成时，第一电极氧化阴离子，例如氯化钠溶液中的氯离子，生成氧化产物，如氯气和电子：
2Cl-→Cl2+2e- (1)。
第二电极24呈平板状，包括第一表面25和第二表面27。第一表面25与液体空间26流体相通，第二表面27与气体空间28流体相通。第二电极24包括集流体（未图示），其包含钛网。集流体将来自电源100的电流导向第二电极24的反应部分。第二电极24的反应部分为高表面积的活性炭基底，位于第一表面25与第二表面27之间。
第一表面25可以透水，以使来自液体空间26的水渗透活性炭基底。第二表面27可以透气，以使来自气体空间28的气体进入活性炭基底。在第二电极24的活性炭基底中，氧气与液态水发生反应：
2H2O+O2+4e-→4OH- (2)。
上列反应生成的氢氧根离子穿过包含式I结构单元的聚合物的涂层30，从第二电极24移动至液体空间26;其中，每个R1独立地为C1-C6烷基或者-SO3H；每个R2独立地为C1-C6烷基；每个a独立地为0至4之间的整数；每个b独立地为0至3之间的整数。
在一些实施例中，b=0，a=0，包含式I结构单元的聚合物为聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑](OPBI聚合物)，可通过二氨和苯甲酸衍生物在溶剂中催化加热生成。催化剂的示例包括但不限于，五氧化二磷，聚磷酸，和浓硫酸。溶剂的示例包括但不限于，甲磺酸，三氟甲磺酸，4-三氟甲基苯磺酸，二甲基氧化硫，二甲基醋酸氨，二甲基甲酰胺。加热温度范围为大约50°C至大约300°C，或者大约120°C至大约180°C。
在一些实施例中，b=0，a=1，R1为-SO3H，包含式I结构单元的聚合物为磺化聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑](SOPBI聚合物)，用发烟浓硫酸作为磺化剂，在大约25°C至大约200°C的温度范围，或者大约50°C至大约100°C的温度范围，将OPBI聚合物后磺化而得。磺化的程度并无限制，可以调整反应条件达到100%的磺化程度。
根据本发明的实施例，包含式I结构单元的聚合物涂覆在第一表面25。涂层30可由下列步骤生成：将包含式I结构单元的聚合物在例如二甲基亚砜，N-甲基吡咯烷酮，二甲基甲酰胺，及二甲基乙酰胺中的任一或者更多溶剂中的溶液，与氢氧化钠在乙醇、甲醇和异丙醇中的任一或者更多溶剂中的溶液混合，得到涂布溶液；将涂布溶液加到第一表面25；将第二电极24放在真空；将第二电极干燥。涂布溶液在加到第一表面25前，可先用聚四氟乙烯过滤器过滤，并在负压下除去气体。在一些实施例中，第二电极24在干燥后如有溶剂残留可以用水冲洗。
在一些实施例中，第二电极24可在50~150°C浸入SOPBI聚合物和交联剂（例如Eaton试剂（五氧化二磷溶液按1：10的比重加入甲磺酸中））的溶液中10~60分钟，以获得交联SOPBI聚合物涂层，其具有更好的机械强度和更小的溶胀比。
第二电极24的活性炭基底中的氢氧根离子通过涂层30进入液体空间26中。在液体空间26里，当使用氯化钠溶液时，发生如下反应：
Cl2+2NaOH→NaClO+NaCl+H2O (3)。
此反应生成次氯酸钠和氯化钠溶液。
在一些实施例中，第二侧23贴近涂层30表面，从而液体空间的尺寸非常小。此小液体空间26的容积足以使电解质水溶液流入电解池20，反应产物流出电解池20。此种可选的特征可以提高上述反应（3）的效率。
在一些实施例中，气体空间28中的气体可能为空气，包含例如二氧化碳、氦气和氢气等痕量气体。在一些实施例中，在电解质水溶液进入液体空间26前，气体空间中的二氧化碳需要经过水软化处理（未图示）。水软化减少或者移除水硬度离子，例如钙、镁、钾、锶、和钡。水软化处理可阻止二氧化碳与水硬度离子的反应，该反应可在第二电极24中生成不必要的碳酸根离子和碳酸盐。
碳酸根离子和碳酸盐可能降低气体扩散率，从而有损于第二电极24的效率。此外，碳酸根离子可能损害或者阻碍氢氧根离子通过涂层30的传输。
在一些实施例中,第一电极22的与液体空间26相通的第二侧23上具有金属氧化物催化剂涂层（未图示）。金属氧化物催化剂可以为氧化钌,氧化铱等。金属氧化物催化剂涂层可提高如上式（1）所示的氯离子氧化生成氯气和电子的效率。
在一些实施例中，第二电极24的活性炭基底中包含催化粒子。适合的催化粒子可为铂、钌、铱、铑和二氧化锰等。催化粒子提高在上述反应（2）中生产氢氧根离子的效率。
在一些实施例中，第二电极24的集流体由镍网或者导电钛和镍合金网制得。或者，将聚四氟乙烯涂层置于第二电极24的第二表面27上，为气体空间28提供疏水屏障。
在一些实施例中，串联放置两个电解池20，以便电解质水溶液可以从一电解池流向另一电解池。此种串联安排能够提高次氯酸盐的生成效率。
在一些实施例中，电解池20包括在第一电极22与第二电极24间的绝缘体（未图示），以及将第一电极22、第二电极24和绝缘体包围起来的端板（未图示）。
在操作中，电解液，例如氯化钠溶液，通过输入端152进入第一电极22和第二电极24间的液体空间26。钠离子和氯离子的存在使第一电极22和第二电极24间的电路完成。完成的电路提供电子流，推进氧化反应，在第一电极22生成氧化产物，例如，如式（1）所示。电子流也推进还原反应，在第二电极24生成还原产物，例如，如式（2）所示。当电解质水溶液为氯化钠溶液，氯离子在第一电极22中氧化为氯气，来自气体空间28的氧气在第二电极24还原生成氢氧根离子。氢氧根离子穿过第二电极24的涂层30与氯气反应，在液体空间26中生成次氯酸钠。
输出端154将电化学产物（例如次氯酸钠和氯化钠）从液体空间26中导出至下游装置156中。水处理系统150可置于离目标水处理系统较近的位置，以便输出端154能够将次氯酸盐直接导入目标水循环系统中，如图1所示的下游装置156，以便次氯酸盐控制目标水系统中的微生物水平。
此外，下游装置156可包括存储器（未图示），电化学产物可存储在其中，在需要时导入目标水循环系统中，例如，在电解池20产量超过目标水循环系统的需要的情况下。
或者，水处理系统150与目标水循环系统位于不同的地点。在此种情况下，下游装置156作为存储器存储用于传送至目标水循环系统的次氯酸盐。
在一些实施例中，水处理系统150包括循环线158（如图1中虚线所示），其再循环至少一部分电化学产物进输入端152或直接进入电解池20。在此种情况下，循环线158可包括抽水装置（未图示）和第二存储器（未图示）。
从以下实验示例中可以看出根据本发明的实施例的电解池和方法极大地提高了次氯酸钠的生产率。此外，不受理论限制，因为涂层30是第二电极24的组成部分，电解池20的电阻低于包含作为独立于电极的组件的膜的类似电解池的电阻。这样，电解池20的工作电压和能量消耗也会低于该等类似电解池。因此，本发明提供了改进的水处理系统及方法。
举例说明
以下实验示例可以为本领域中具有一般技能的人实施该发明提供参考。这些例子并不用于限制权利要求的范围。
例1
单体A(4,4’-二羧基二苯醚)与B(3,3′,4,4′-二苯四胺)以摩尔比例1:1加入装有回流冷凝器、机械搅拌棒、以及氮气添加设施的三颈烧瓶中。CF3SO3H与P2O5以重量比例10:1加入烧瓶中生成溶液，其中(A+B)/CF3SO3Hx100%为10wt%。将该溶液在氮气氛中加热至140摄氏度反应120-180分钟。将反应产物倒入水中，用碳酸钠水溶液清洗直至pH为中性，以得到产物（OPBI聚合物）。OPBI聚合物在氘代二甲基亚砜中的H NMR数据为:7.2-7.4(brs,2H),7.4-8(br,3H),8.2-8.4(brs,2H),13(brs,1H)。
例2
例1中的OPBI聚合物浸泡在80°C、30%的发烟硫酸中，机械搅拌120-180分钟，得到磺化OPBI(SOPBI)聚合物。SOPBI聚合物在氘代二甲基亚砜中的H NMR数据为:7-7.2(brs),7.2-8(br),8.2-8.4(brs),8.7-8.8(brs),13(brs)。
例3
在烧瓶中将二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺(17克)溶解于100克脱离子水中，伴以550-600转/分的机械搅拌，将9.86克37%盐酸缓慢加入溶液中以将温度维持在50°C以下。然后，在50-60°C，将10.1克1,4-丁二醇缩水甘油基醚加入溶液中。将混合物加热至70-80°C反应2小时并冷却至室温。将含有1.6克VA-044(2,2′-氮杂双(2-咪唑啉)二盐酸盐)的100克脱离子水加入溶液中，在40°C以下混合15分钟得到阴离子交换聚合物。该阴离子交换聚合物在重水中的H NMR数据为：1.3-1.4(br,3H),1.5-1.6(br,4H),2-2.1(br,2H),3.2-3.7(br,16H),4.2(br,1H)。
例4
在5毫升乙醇中包括0.45克氢氧化钠的溶液加入2.5克OPBI聚合物与30毫升二甲基亚砜的混合物中，在60°C用磁性搅拌棒搅拌，直至OPBI聚合物完全溶解。生成的溶液通过0.5微米聚四氟乙烯薄膜过滤，抽真空从滤液中除去气体。
将滤液刷在没有隔离层的空气阴极上以涂布于其上。本例以及例5中使用的空气阴极包括锰基催化碳活性层和封锁层（层压、多孔的聚四氟乙烯薄膜），宽度为8.9厘米，厚度为0.5毫米。将涂布完毕的空气阴极放入真空箱，用可视玻璃盖上，在100°C干燥8小时。
干燥后，将涂布完毕的空气阴极浸入脱离子水中，在室温反复三次，总计耗时2小时，以去除残留溶剂。
例5
建成四个电解池，每个电解池包括从苏州市铂瑞工业材料科技有限公司购买的钌与金属氧化钛阳极与有聚丙烯膜隔离层的空气阴极、无隔离层的空气阴极、例4中获得的没有隔离层但有OPBI聚合物涂层的空气阴极、或者无隔离层但有例3中获得的阴离子交换聚合物的涂层的空气阴极。
每一电解池在阳极和阴极间含有间隔区，用以形成液体空间，在阴极的另一侧设有另一间隔区以形成气体空间。两块有机玻璃板把电极和间隔区夹在中间。
每一电解池通过交流/直流变流器提供直流恒定电流。电流设置在16安和23安，电流密度分别为120毫安/厘米2和172毫安/厘米2。100克/升的氯化钠溶液以不同的流速加入电解池中。空气以12.5升/分钟的流速加入电解池中。两个压力表分别监控气体空间和液体空间的压力值。收集液体空间的输出以测试游离氯，以Hach公司的DR5000TM分光光度计采用N,N-二乙基-p-苯二胺方法测量，测试结果以530纳米衡量。气体空间的输出与阀门相连，以控制气体空间的压力与液体空间的压力持平或者略高于液体空间压力。
当电流密度为120毫安/厘米2和172毫安/厘米2时，氯化钠溶液的流率,氯化钠溶液的流速，游离氯水平，次氯酸钠生产率和相应的阴极种类如下表1和表2所示。
从下表1和表2可以看出，在阴极有OPBI聚合物涂层的电解池中，游离氯水平相比其他电解池高约50%。
表1
电流密度：120毫安/厘米2
表2
电流密度：172毫安/厘米2
虽然结合特定的实施例对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。
Claims (42)
1.一种水处理系统，包括：电解池，其包括：
第一电极；
第二电极，其包括包含式I结构单元的聚合物的涂层；
及
电源，其为第一与第二电极供电；
其中，
每个R1独立地为C1-C6烷基或者-SO3H；
每个R2独立地为C1-C6烷基；
每个a独立地为0至4之间的整数；
每个b独立地为0至3之间的整数。
2.如权利要求1所述的水处理系统，其中b＝0。
3.如权利要求2所述的水处理系统，其中a＝0。
4.如权利要求2所述的水处理系统，其中a＝1，R1为-SO3H。
5.如权利要求1至4中任一项所述的水处理系统，其中电解池包括在第一电极与聚合物的涂层之间的液体空间。
6.如权利要求1至4中任一项所述的水处理系统，其中电解池包括与聚合物的涂层相对且远离第一电极的气体空间。
7.如权利要求1所述的水处理系统，其中b＝0，a＝0，包含式I结构单元的聚合物为聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]。
8.如权利要求7所述的水处理系统，其中所述聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]通过二氨和苯甲酸衍生物在溶剂中催化加热生成。
9.如权利要求1所述的水处理系统，其中b＝0，a＝1，R1为-SO3H，包含式I结构单元的聚合物为磺化聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]。
10.如权利要求9所述的水处理系统，其中所述磺化聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]用发烟浓硫酸作为磺化剂，在25℃至200℃的温度范围，将聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]后磺化而得。
11.如权利要求9所述的水处理系统，其中所述磺化聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]用发烟浓硫酸作为磺化剂，在50℃至100℃的温度范围，将聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]后磺化而得。
12.一种水处理方法，包括：
使电流通过电解质水溶液；
氧化电解质水溶液中的至少一部分阴离子，以生成氧化产物；
还原至少一些氧气，以生成氢氧根离子；
使氢氧根离子通过包含式I结构单元的聚合物的涂层以接近氧化产物，以便同氧化产物以及电解质水溶液中的阳离子反应生成次氯酸盐；及
将次氯酸盐加入水中以控制微生物水平；
其中，
每个R1独立地为C1-C6烷基或者-SO3H；
每个R2独立地为C1-C6烷基；
每个a独立地为0至4之间的整数；
每个b独立地为0至3之间的整数。
13.如权利要求12所述水处理方法，其中所述电解质水溶液为卤化碱溶液。
14.如权利要求12所述水处理方法，其中所述氧化产物为双原子卤化物气体。
15.如权利要求12所述水处理方法，其中所述电解质水溶液为氯化钠溶液或氯化钾溶液。
16.如权利要求12至15中任何一项所述水处理方法，其中所述包含式I结构单元的聚合物包含式结构单元。
17.如权利要求12至15中任何一项所述水处理方法，其中所述包含式I结构单元的聚合物包含式结构单元。
18.如权利要求12至15中任何一项所述水处理方法，其中所述涂层位于电解池的电极上。
19.如权利要求12所述的水处理方法，其中b＝0，a＝0，包含式I结构单元的聚合物为聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]。
20.如权利要求19所述的水处理方法，其中所述聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]通过二氨和苯甲酸衍生物在溶剂中催化加热生成。
21.如权利要求12所述的水处理方法，其中b＝0，a＝1，R1为-SO3H，包含式I结构单元的聚合物为磺化聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]。
22.如权利要求21所述的水处理方法，其中所述磺化聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]用发烟浓硫酸作为磺化剂，在25℃至200℃的温度范围，将聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]后磺化而得。
23.如权利要求21所述的水处理方法，其中所述磺化聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]用发烟浓硫酸作为磺化剂，在50℃至100℃的温度范围，将聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]后磺化而得。
24.一种电解池，其包括：
第一电极；
第二电极，其包括包含式I结构单元的聚合物的涂层；
及
电源，其为第一与第二电极供电；
其中，
每个R1独立地为C1-C6烷基或者-SO3H；
每个R2独立地为C1-C6烷基；
每个a独立地为0至4之间的整数；
每个b独立地为0至3之间的整数。
25.如权利要求24所述的电解池，其中b＝0。
26.如权利要求25所述的电解池，其中a＝0。
27.如权利要求25所述的电解池，其中a＝1，R1为-SO3H。
28.如权利要求24至27中任一项所述的电解池，其中电解池包括在第一电极与聚合物的涂层之间的液体空间。
29.如权利要求24至27中任一项所述的电解池，其中电解池包括与聚合物的涂层相对且远离第一电极的气体空间。
30.如权利要求24所述的电解池，其中b＝0，a＝0，包含式I结构单元的聚合物为聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]。
31.如权利要求30所述的电解池，其中所述聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]通过二氨和苯甲酸衍生物在溶剂中催化加热生成。
32.如权利要求24所述的电解池，其中b＝0，a＝1，R1为-SO3H，包含式I结构单元的聚合物为磺化聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]。
33.如权利要求32所述的电解池，其中所述磺化聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]用发烟浓硫酸作为磺化剂，在25℃至200℃的温度范围，将聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]后磺化而得。
34.如权利要求32所述的电解池，其中所述磺化聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]用发烟浓硫酸作为磺化剂，在50℃至100℃的温度范围，将聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]后磺化而得。
35.包含式I结构单元的聚合物的涂层用于权利要求24的电解池的用途，
其中，
每个R1独立地为C1-C6烷基或者-SO3H；
每个R2独立地为C1-C6烷基；
每个a独立地为0至4之间的整数；
每个b独立地为0至3之间的整数。
36.权利要求35的用途，其中所述包含式I结构单元的聚合物包含式结构单元。
37.权利要求35的用途，其中其中所述包含式I结构单元的聚合物包含式结构单元。
38.如权利要求35所述的用途，其中b＝0，a＝0，包含式I结构单元的聚合物为聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]。
39.如权利要求38所述的用途，其中所述聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]通过二氨和苯甲酸衍生物在溶剂中催化加热生成。
40.如权利要求35所述的用途，其中b＝0，a＝1，R1为-SO3H，包含式I结构单元的聚合物为磺化聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]。
41.如权利要求40所述的用途，其中所述磺化聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]用发烟浓硫酸作为磺化剂，在25℃至200℃的温度范围，将聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]后磺化而得。
42.如权利要求40所述的用途，其中所述磺化聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]用发烟浓硫酸作为磺化剂，在50℃至100℃的温度范围，将聚[2,20-(p-氧二苯撑)-5,50-二苯并咪唑]后磺化而得。
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