CN115466422A - 一种哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜及其制备方法和应用 - Google Patents

一种哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜及其制备方法和应用，属于阴离子交换膜技术领域。该阴离子交换膜结构如式Ⅰ所示，该阴离子交换膜是先通过联苯与靛红、N‑甲基‑4‑哌啶酮在三氟甲烷磺酸催化下制备聚芳基型聚合物，然后用碘甲烷对聚芳基聚合物进行哌啶功能化，接着用1，6‑二溴己烷与1‑甲基哌啶进行门秀金反应制备具有哌啶阳离子的长烷基侧链，然后将哌啶功能化的主链与哌啶阳离子侧链以不同比例接在一起。经测试，这种主侧链均含有阳离子的哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜具有优异的耐碱稳定性，较高的离子传导率（80℃下传导率可达85.5mS/cm）以及良好的机械性能，因此可以应用在碱性燃料电池领域。

Description

一种哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜及其制备方 法和应用
技术领域
本发明属于阴离子交换膜技术领域，具体涉及一种哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜及其制备方法和应用。
背景技术
阴离子交换膜是碱性燃料电池的核心组件，它起到传导离子和阻隔燃料的双重作用，其性能的好坏直接决定着燃料电池的性能和寿命。而传统的聚芳醚类聚合物（聚芳醚酮，聚芳醚砜等）由于醚键的存在，在高温高碱条件下碱稳定性较差,易降解。朱红等利用三氟甲烷磺酸催化制备一系列无醚键聚芳基聚合物。此类无醚键的聚合物主链展现出优异的耐碱稳定性[Zhu H. et al, J.Membr.Sci, 2019, 572, 246-254; Yan YS.et al.Nature Energy, 2019, 4, 392-398]。同时，构建微相分离结构可以有效解决离子传导率与尺寸稳定性的“trade-off”问题。此外，主链选择碱稳定性良好的无醚键聚芳基聚合物，侧链选择耐碱稳定性较高的哌啶阳离子，在设计制备“侧链型”阴离子交换膜的同时，对疏水主链进行一定程度的改造，在保证阴离子交换膜尺寸稳定性的基础上，使阴离子交换膜的传导率得到进一步的提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜及其制备方法和应用，该膜具有较好的电导率和化学稳定性。
本发明首先提供一种聚芳基哌啶型阴离子交换膜，膜材料结构如式Ⅰ：
Figure 118248DEST_PATH_IMAGE002
式Ⅰ中， 该结构为1个重复单元，x为长烷基哌啶阳离子侧链所占的重复单元百分比，x取值范围为60%-100%。
本发明还提供一种哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜的制备方法，包括：
步骤一：在反应容器中加入联苯、靛红和N-甲基-4-哌啶酮，加入溶剂溶解后滴加催化剂反应，溶液变粘后出料，洗涤，烘干得到聚芳基型聚合物；
步骤二：将步骤一得到聚芳基聚合物溶解，用碘甲烷将其中的哌啶基团季铵化；
步骤三：将1，6-二溴己烷和1-甲基哌啶通过门秀金反应制备出长烷基哌啶阳离子侧链；
步骤四：将步骤二中，哌啶功能化后的主链与步骤三中侧链接枝在一起，将得到的产物配置成铸膜液，然后流延法成膜，干燥得到阴离子交换膜。
优选的是，所述步骤一联苯靛红和N-甲基-4-哌啶酮的摩尔比为1：0.46:0.54。
优选的是，所述的步骤一的催化剂为三氟甲烷磺酸。
优选的是，所述步骤一的反应温度为0℃，反应时间为12-24小时。
优选的是，所述步骤二中碘甲烷和聚芳基吲哚哌啶聚合物的摩尔比为2：1。
优选的是，所述步骤二的反应温度为25℃，反应时间为12小时。
优选的是，所述步骤三中1，6-二溴己烷和1-甲基哌啶的摩尔比为10：1。
优选的是，所述步骤三的反应温度为40℃，反应时间为24小时。
优选的是，所述步骤四中长烷基哌啶阳离子侧链与哌啶功能化后的主链的摩尔比为（0.8-1）：1。
优选的是，所述步骤三的反应温度为60℃，反应时间为48小时。
本发明还提供上述聚芳基哌啶型阴离子交换膜在碱性燃料电池领域的应用。
本发明的有益效果
本发明提供一种聚芳基哌啶型阴离子交换膜及其制备方法和应用，该阴离子交换膜是先通过联苯与靛红、N-甲基-4-哌啶酮在酸催化下制备聚芳基聚合物，然后用碘甲烷对聚芳基聚合物进行哌啶功能化，接着用1，6-二溴己烷与1-甲基哌啶进行门秀金反应制备具有哌啶阳离子的长烷基侧链，然后将哌啶功能化的主链与哌啶阳离子侧链以不同比例接在一起。本发明通过将哌啶基团功能化处理，构建出主链具有一定传导能力的“侧链型”亲/疏水微相分离结构解决传导率与尺寸稳定性的“trade-off”问题。主链设计在维持阴离子交换膜尺寸稳定性下采用合适的比例来增加膜的离子交换容量（IEC），通过接入不同含量长烷基侧链来进一步提高阴离子交换膜的离子传导率。因此，本发明的阴离子交换膜可以应用在碱性燃料电池中，无醚键、具有微相分离结构的聚芳基哌啶阴离子交换膜具有优异的耐碱稳定性，离子传导率以及良好的机械性能。
附图说明
图1为实施例中季铵化前（下）后（上）聚芳基吲哚哌啶的核磁共振氢谱图。
图2为实施例中长烷基哌啶阳离子侧链的核磁共振氢谱图。
图3为实施例4制备的哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜的核磁共振氢谱图。
具体实施方式
本发明首先提供一种聚芳基哌啶型阴离子交换膜，膜材料结构如式Ⅰ所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
式Ⅰ
式Ⅰ中，该结构为1个重复单元，x为长烷基哌啶阳离子侧链所占的重复单元百分比，x取值范围为60%-100%。
本发明还提供一种哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜的制备方法，包括：
步骤一：在反应容器中加入联苯、靛红和N-甲基-4-哌啶酮，加入溶剂溶解后滴加催化剂反应，溶液变粘后出料，洗涤，烘干得到聚芳基型聚合物；
步骤二：将步骤一得到聚芳基聚合物加入溶剂溶解，加入碘甲烷将其中的哌啶基团季铵化，溶液变为橙黄色后，出料，洗涤，烘干得到季铵化产物；
步骤三：在反应容器中加入1，6-二溴己烷和1-甲基哌啶加入溶剂搅匀，加热，冷凝回流进行门秀金反应，待溶液变成浅黄色，旋蒸，出料，过滤，烘干制备出长烷基哌啶阳离子侧链；
步骤四：在反应器中，将步骤二中哌啶功能化后的主链与步骤三中侧链加入溶剂溶解，加入适量碳酸钾，在碱性环境下接枝在一起，待溶液变为橙黄色，出料，洗涤，烘干得到最终产物。
步骤五：将得到的产物配置成铸膜液，然后流延法成膜，干燥得到阴离子交换膜。
按照本发明，在反应容器中加入联苯、靛红和N-甲基-4-哌啶酮，然后加入溶剂混合均匀后滴加催化剂反应，所述的反应温度优选为0℃，反应时间优选为12～24小时，溶液变粘后出料，所述的出料溶液优选为乙醇水溶液，然后经过1mol/L碳酸钾溶液洗涤，烘干，所述的烘干温度优选为60-80℃，得到聚芳基吲哚哌啶聚合物。所述的催化剂优选为三氟甲烷磺酸；所述的溶剂优选为二氯甲烷；所述的联苯、靛红、N-甲基-4-哌啶酮的摩尔比优选为1：0.46:0.54。
按照本发明，将上述含聚合物溶于溶剂中溶解，所述的溶剂优选为N-甲基吡咯烷酮，然后缓慢加入碘甲烷进行季铵化，所述碘甲烷与聚合物的摩尔比优选为2:1所述反应温度优选为25℃，反应时间优选为12小时，溶液变为橙黄色后出料，所述的出料溶液优选为甲基叔丁基醚，析出黄色固体，用去离子水洗涤三次，烘干，所述的烘干温度优选为60-80℃，得到季铵化产物制得季铵化产物PBP-54。
按照本发明，在反应容器中加入1，6-二溴己烷和1-甲基哌啶加入溶剂搅匀，所述溶剂优选为乙腈，所述加热温度为40-60℃，冷凝回流进行门秀金反应，待溶液变成浅黄色，旋蒸除去乙腈，出料，所述出料溶剂优选为乙酸乙酯，过滤，烘干，所述的烘干温度优选为60℃制备出长烷基哌啶阳离子侧链。
按照本发明，在反应器中，将步骤二中哌啶功能化后的主链与步骤三中侧链加入溶剂溶解，所述溶剂优选为N-甲基吡咯烷酮，加入适量碳酸钾，在碱性环境下接枝在一起，待溶液变为橙黄色，出料，洗涤，所述的出料溶剂优选为丙酮，用丙酮洗涤两次，烘干，所述的烘干温度优选为60-80℃，得到最终产物。
按照本发明，得到成膜液，将成膜液优选采用流延法成膜，真空干燥得到阴离子交换膜。所述的溶剂优选为N-甲基吡咯烷酮，真空干燥温度优选为80℃，时间优选为24-48h。
本发明还提供上述聚芳基哌啶型阴离子交换膜在碱性燃料电池领域的应用。本发明通过对哌啶阳离子进行功能化处理构建主链带有一定传导能力的“侧链型”亲/疏水相分离结构，解决传导率与尺寸稳定性的“trade-off”问题，通过引入不同含量的侧链，在不影响膜的尺寸稳定性的前提下，有效提高膜的离子交换容量（IEC）。无醚键、具有微相分离结构的哌啶功能化聚芳基吲哚阴离子交换膜具有优异的耐碱稳定性，离子传导率以及良好的机械性能。
以下通过具体实施案例进一步说明本发明聚芳基哌啶型阴离子交换膜的制备方法，实施例中涉及到的原料均为商购获得。
实施例1
在三口瓶中加入2.2628 g 联苯，1.0960 g靛红，1.0115g N-甲基-4-哌啶酮，加入6 mL二氯甲烷，冰浴0℃逐滴加入1 mL三氟乙酸，然后逐滴加入9mL三氟甲烷磺酸，0℃反应5min 后，逐滴加入5mL三氟甲烷磺酸，0℃继续反应24h，出料于乙醇水溶液中，在1mol/L碳酸钾溶液中浸泡一夜,洗涤至中性并烘干，得到聚芳基吲哚哌啶聚合物；
取1.0g上述聚合物，溶于17mL N-甲基吡咯烷酮中，加入0.47mL碘甲烷，在黑暗条件下反应12小时，出料于甲基叔丁基醚中，用去离子水洗涤三次，烘干，得到季铵化产物；
在反应器中加入50mL乙腈，称取25.1516g 1,6-二溴己烷加入其中用转子搅匀，接着取1.0223g 1-甲基哌啶加入3mL乙腈于烧杯中混匀，将反应器升温至40℃并冷凝回流，缓慢滴加烧杯中的混合液，加完后封口，缓慢升温至60℃，在此条件下继续反应24h，溶液由无色变为淡黄色，旋蒸除去乙腈，将剩余溶液倒入乙酸乙酯中，搅拌，出现淡黄色固体，过滤，在50℃真空干燥一夜，得到长烷基哌啶阳离子侧链。
在反应器中，40℃条件下，用12mL N-甲基吡咯烷酮溶解0.7008g上述季铵化物，加入0.098g 碳酸钾，取0.1836g上述哌啶阳离子侧链溶于3mL N-甲基吡咯烷酮中，缓慢滴加到上述反应器中，在60℃下反应48h 。溶液由淡黄色变为橙黄色，出料于丙酮中，过滤，60℃下真空干燥，得到黄色膜状产物。
称取上述产物（PBP-54-IS-60） 0.3g,溶于9.7g二甲基亚砜（DMSO）中，形成3wt%的均质溶液。然后用滤布过滤，倒在80℃烘箱中调平的8cm×8cm 的干净玻璃板上，烘干得到阴离子交换膜。
图1为实施例1中得到的聚芳基吲哚哌啶（下）和季铵化产物（上）的核磁共振氢谱，具体数据：联苯和靛红上苯环的H的特征峰出现在7.02-7.98 ppm处，靛红上N-H特征峰出现在10.91ppm处，9.29ppm 处的信号峰归结为哌啶环中的质子化H的特征峰， 经过对k、h 两峰面积的计算，以及上述核磁，证明了PBPip-54 的成功合成。使用过量碘甲烷进行甲基化后，PBPip-54 聚合物通过哌啶基团季铵化反应转化为PBP-54 聚合物。对比PBPip-54 和PBP-54 1HNMR 可看出，季铵化后9.29ppm 处信号峰消失，观察结构式可以看出，哌啶基团完全季铵化后，哌啶环处质子峰便会消失。2.79ppm 、2.91ppm 、3.39ppm 处的峰分别是甲基信号峰，和哌啶环上两处亚甲基信号。经碘甲烷季铵化后，哌啶上的甲基峰由2.91ppm 迁移到3.16ppm 处，证明PBP-54 聚合物的顺利合成。
实验结果表明：实施例1制备得到的阴离子交换膜在80℃下氢氧根离子传导率为51.1mS/cm，浸泡在1M 氢氧化钠溶液1000小时，传导率仍为初始值的85.3%，可应用在碱性燃料电池方向。
实施例2
在三口瓶中加入2.2628 g 联苯，1.0960 g靛红，1.0115g N-甲基-4-哌啶酮，加入6 mL二氯甲烷，冰浴0℃逐滴加入1 mL三氟乙酸，然后逐滴加入9mL三氟甲烷磺酸，0℃反应5min 后，逐滴加入5mL三氟甲烷磺酸，0℃继续反应24h，出料于乙醇水溶液中，在1mol/L碳酸钾溶液中浸泡一夜,洗涤至中性并烘干，得到聚芳基吲哚哌啶聚合物；
取1.0g上述聚合物，溶于17mL N-甲基吡咯烷酮中，加入0.47mL碘甲烷，在黑暗条件下反应12小时，出料于甲基叔丁基醚中，用去离子水洗涤三次，烘干，得到季铵化产物；
在反应器中加入50mL乙腈，称取25.1516g 1,6-二溴己烷加入其中用转子搅匀，接着取1.0223g 1-甲基哌啶加入3mL乙腈于烧杯中混匀，将反应器升温至40℃并冷凝回流，缓慢滴加烧杯中的混合液，加完后封口，缓慢升温至60℃，在此条件下继续反应24h，溶液由无色变为淡黄色，旋蒸除去乙腈，将剩余溶液倒入乙酸乙酯中，搅拌，出现淡黄色固体，过滤，在50℃真空干燥一夜，得到长烷基哌啶阳离子侧链。
在反应器中，40℃条件下，用12mL N-甲基吡咯烷酮溶解0.5003g上述季铵化物，加入0.098g 碳酸钾，取0.1836g上述哌啶阳离子侧链溶于3mL N-甲基吡咯烷酮中，缓慢滴加到上述反应器中，在60℃下反应48h 。溶液由淡黄色变为橙黄色，出料于丙酮中，过滤，60℃下真空干燥，得到黄色膜状产物。
称取上述产物（PBP-54-IS-80） 0.3g,溶于9.7g二甲基亚砜（DMSO）中，形成3wt%的均质溶液。然后用滤布过滤，倒在80℃烘箱中调平的8cm×8cm 的干净玻璃板上，烘干得到阴离子交换膜。
图2为实施例2中制备的长烷基哌啶阳离子侧链，具体数据：2.95ppm附近的信号为哌啶环上的甲基信号；3.49处的信号为溴原子邻近的亚甲基上的H特征峰；3.26ppm处的信号归结为氮原子周围的的亚甲基信号；1.80ppm处是哌啶环上其他亚甲基上的H；1.74ppm,1.59ppm,1.48ppm,1.35ppm处的信号归因于烷基链上的亚甲基H特征峰。
实验结果表明：制备得到的阴离子交换膜在80℃下离子传导率为63.7 mS/cm，浸泡在1M 氢氧化钠溶液1000小时，传导率仍为初始值的75.2%，可应用在碱性燃料电池方向。
实施例3
在三口瓶中加入2.2628 g 联苯，1.0960 g靛红，1.0115g N-甲基-4-哌啶酮，加入6 mL二氯甲烷，冰浴0℃逐滴加入1 mL三氟乙酸，然后逐滴加入9mL三氟甲烷磺酸，0℃反应5min 后，逐滴加入5mL三氟甲烷磺酸，0℃继续反应24h，出料于乙醇水溶液中，在1mol/L碳酸钾溶液中浸泡一夜,洗涤至中性并烘干，得到聚芳基吲哚哌啶聚合物；
取1.0g上述聚合物，溶于17mL N-甲基吡咯烷酮中，加入0.47mL碘甲烷，在黑暗条件下反应12小时，出料于甲基叔丁基醚中，用去离子水洗涤三次，烘干，得到季铵化产物；
在反应器中加入50mL乙腈，称取25.1516g 1,6-二溴己烷加入其中用转子搅匀，接着取1.0223g 1-甲基哌啶加入3mL乙腈于烧杯中混匀，将反应器升温至40℃并冷凝回流，缓慢滴加烧杯中的混合液，加完后封口，缓慢升温至60℃，在此条件下继续反应24h，溶液由无色变为淡黄色，旋蒸除去乙腈，将剩余溶液倒入乙酸乙酯中，搅拌，出现淡黄色固体，过滤，在50℃真空干燥一夜，得到长烷基哌啶阳离子侧链。
在反应器中，40℃条件下，用12mL N-甲基吡咯烷酮溶解0.4448g上述季铵化物，加入0.098g 碳酸钾，取0.1836g上述哌啶阳离子侧链溶于3mL N-甲基吡咯烷酮中，缓慢滴加到上述反应器中，在60℃下反应48h 。溶液由淡黄色变为橙黄色，出料于丙酮中，过滤，60℃下真空干燥，得到黄色膜状产物。
称取上述产物（PBP-54-IS-90） 0.3g,溶于9.7g二甲基亚砜（DMSO）中，形成3wt%的均质溶液。然后用滤布过滤，倒在80℃烘箱中调平的8cm×8cm 的干净玻璃板上，烘干得到阴离子交换膜。
实验结果表明：实施例3制备得到的阴离子交换膜在80℃下离子传导率为85.5mS/cm，浸泡在1M 氢氧化钠溶液1000小时，传导率仍为初始值的65.5%，可应用在碱性燃料电池方向。
实施例4
在三口瓶中加入2.2628 g 联苯，1.0960 g靛红，1.0115g N-甲基-4-哌啶酮，加入6 mL二氯甲烷，冰浴0℃逐滴加入1 mL三氟乙酸，然后逐滴加入9mL三氟甲烷磺酸，0℃反应5min 后，逐滴加入5mL三氟甲烷磺酸，0℃继续反应24h，出料于乙醇水溶液中，在1mol/L碳酸钾溶液中浸泡一夜,洗涤至中性并烘干，得到聚芳基吲哚哌啶聚合物；
取1.0g上述聚合物，溶于17mL N-甲基吡咯烷酮中，加入0.47mL碘甲烷，在黑暗条件下反应12小时，出料于甲基叔丁基醚中，用去离子水洗涤三次，烘干，得到季铵化产物；
在反应器中加入50mL乙腈，称取25.1516g 1,6-二溴己烷加入其中用转子搅匀，接着取1.0223g 1-甲基哌啶加入3mL乙腈于烧杯中混匀，将反应器升温至40℃并冷凝回流，缓慢滴加烧杯中的混合液，加完后封口，缓慢升温至60℃，在此条件下继续反应24h，溶液由无色变为淡黄色，旋蒸除去乙腈，将剩余溶液倒入乙酸乙酯中，搅拌，出现淡黄色固体，过滤，在50℃真空干燥一夜，得到长烷基哌啶阳离子侧链。
在反应器中，40℃条件下，用12mL N-甲基吡咯烷酮溶解0.4004g上述季铵化物，加入0.098g 碳酸钾，取0.1836g上述哌啶阳离子侧链溶于3mL N-甲基吡咯烷酮中，缓慢滴加到上述反应器中，在60℃下反应48h 。溶液由淡黄色变为橙黄色，出料于丙酮中，过滤，60℃下真空干燥，得到黄色膜状产物。
称取上述产物（PBP-54-IS-100） 0.3g,溶于9.7g二甲基亚砜（DMSO）中，形成3wt%的均质溶液。然后用滤布过滤，倒在80℃烘箱中调平的8cm×8cm 的干净玻璃板上，烘干得到阴离子交换膜。
图3为实施例4得到的哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜的核磁共振氢谱，具体数据: 6.98ppm-7.58ppm 处峰为苯环上H的信号峰，3.82ppm 处的信号峰为与靛红相连处的亚甲基上H的信号峰。2.88ppm-3.21ppm 处的信号峰为哌啶环中N+周围的亚甲基和甲基上H的信号峰。1.67ppm 处的信号峰为哌啶环上的亚甲基上H的信号峰，1.29ppm-1.55ppm 范围内的信号峰为烷基链中的亚甲基间隔基上H的信号峰。
实验结果表明：实施例4制备得到的阴离子交换膜在80℃下离子传导率为61.869mS/cm，浸泡在1M 氢氧化钠溶液1000小时，传导率仍为初始值的68.4%，可应用在碱性燃料电池方向。

Claims (10)

1.一种哌啶功能化无醚键聚芳基型吲哚阴离子交换膜，其特征在于膜材料结构如式Ⅰ所示：
Figure 335873DEST_PATH_IMAGE001
式Ⅰ，x为长烷基哌啶阳离子侧链所占的重复单元百分比，x取值范围为60%-100%。
2.权利要求1所述的一种哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，包括：
步骤一：在反应容器中加入联苯和靛红、N-甲基-4-哌啶酮，加入溶剂溶解后滴加催化剂反应，溶液变粘后出料，洗涤，烘干得到聚芳基吲哚哌啶聚合物；
步骤二：将步骤一得到聚芳基聚合物溶解，加入适量碘甲烷将聚合物中哌啶季铵化；
步骤三：将1，6-二溴己烷和1-甲基哌啶通过门秀金反应制备出长烷基哌啶阳离子侧链；
步骤四：将步骤二中，哌啶功能化后的主链与步骤三中侧链接枝在一起，将得到的产物配置成铸膜液，然后流延法成膜，干燥得到阴离子交换膜。
3.根据权利要求2所述的一种哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤一联苯和靛红、N-甲基-4-哌啶酮的摩尔比为1：0.46:0.54。
4.根据权利要求2所述的一种哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤一的反应温度0℃，反应时间为12-24小时。
5.根据权利要求2所述的一种哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤二的季铵化反应温度为25℃，反应时间为12小时。
6.根据权利要求2所述的一种哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤二中碘甲烷和聚芳基吲哚哌啶聚合物的摩尔比为2：1。
7.根据权利要求2所述的一种哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤三的门秀金反应温度为60℃，反应时间为24小时。
8.根据权利要求2所述的一种哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤三中1，6-二溴己烷和1-甲基哌啶的摩尔比为10：1。
9.根据权利要求2所述的一种哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤四中长烷基哌啶阳离子侧链与哌啶功能化后的主链的摩尔比为（0.6-1）：1。
10.权利要求1所述的哌啶功能化无醚键聚芳基吲哚阴离子交换膜在碱性燃料电池领域的应用。
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