CN115894922A - 咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物、阴离子交换膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物、利用该咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物制备的阴离子交换膜以及该阴离子交换膜的制备方法。本文所述的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物包括亲水链段和疏水链段，采用不同芳香侧链端羟基聚砜醚亲水寡聚体和端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体制备咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜，嵌段型和侧链型共聚物离聚体结构的微相分离明显，吸水量大，促进亲水区域的连接，进而形成氢氧根离子传输路径，增强氢氧根离子的传输，从而使得利用其制备的阴离子交换膜具有良好的化学稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及阴离子交换膜和有机合成技术领域，具体涉及一种咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物、利用该咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物制备的阴离子交换膜以及该阴离子交换膜的制备方法。
背景技术
随着全球经济的快速发展，化石能源被过度开采，造成能源枯竭、环境污染等一系列能源环境问题。此时，氢气作为一种清洁二次能源逐渐进入各国研究者的视线中。目前，大部分的研究集中在质子交换膜电解水领域内，但由于其催化剂需要采用价格昂贵的金属，极大的限制了质子交换膜的推广与发展。相比之下，阴离子交换膜水电解制氢材料可使用非贵金属催化剂，有着广阔的应用前景。然而，阴离子交换膜尚处于试验阶段，在制备工艺、离子电导率、化学稳定性等方面都仍然需要不断改进
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供化学稳定性好的阴离子交换膜，从而解决上述现有技术问题。具体来说，本申请首先合成了一种同时包括亲水链段和疏水链段的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物，然后利用该咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物来制备阴离子交换膜。所制备的阴离子交换膜在进行碱化处理后仍然表现出较高的氢氧根离子电导率。
为了解决上述技术问题，本申请提供下述技术方案。
在第一方面中，本申请提供
本申请提供了一种咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物，包括疏水性链段和亲水性链段，其具有如下述通式(1)所示的结构：
在通式(1)中，x表示疏水性链段的聚合度，且x为4-7中的任一正整数；
在通式(1)中，y表示亲水性链段的聚合度，且y为15-32中任一正整数；
在通式(1)中，Ar”具有下述通式(a1)或者通式(a2)所示的结构：
在通式(a1)和通式(a2)中，R3为CH3、CH2(C3H4N2)+OH-CH3或CHBr2中的一种；
在通式(a2)中，R4为CH(C3H4N2)+OH-CH3或CBr2。
本申请还提供了一种咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物所构成的阴离子交换膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.制备端羟基聚砜醚亲水寡聚体，且制备端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体；
S2.制备侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物；
S3.制备溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物；
S4.向溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物中加入N-甲基咪唑，并进行搅拌反应得到混合溶液；
S5.将反应后的混合溶液在快干型溶剂中析出沉淀，用洗涤溶剂将沉淀产物洗涤烘干多次，得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物；
S6.制备咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液，烘干成膜，得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜；
S7.将溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜浸泡于碱液中进行碱化处理，得到氢氧根离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物阴离子交换膜；
进一步的，所述端羟基聚砜醚亲水寡聚体具有通过下述通式(2)所示的结构：
其中Ar具有下述通式(b1)或者通式(b2)所示的结构：
所述端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体具有通过下述通式(3)所示的结构：
其中x表示疏水链的聚合度，且x为4-7中的任一正整数；
所述侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物具有通过下述通式(4)所示的结构：
所述溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物具有通过下述通式(5)所示的结构：
其中Ar′具有下述通式(c1)或者通式(c2)所示的结构：
进一步的，在所述的步骤S1中，所述制备端羟基聚砜醚亲水寡聚体包括在惰性气氛下，且存在碱性催化剂的情况下，使5-(2,6-二氟苄基)-1,3-二甲苯(DFDB)或2,6-二氟苯基[3-[(3,5-二甲基苯基)甲基]-5-甲基苯基]甲酮(DFDM)与4,4'-双酚在第一有机溶剂混合物中反应第一预定时间段，通过共沸除去该第一有机溶剂混合物后得到所述端羟基聚砜醚亲水寡聚体；
在所述的步骤S1中，所述制备端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体包括在惰性气氛下，使4,4'-二氟二苯砜与4,4'-双酚在第二有机溶剂混合物中反应第二预定时间段，通过共沸除去该第二有机溶剂混合物后得到所述端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体；
在所述的步骤S2中，所述制备侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物包括在惰性气氛下，使所述端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体和所述端羟基聚砜醚亲水寡聚体在第三有机溶剂混合物中于140℃下反应2h，然后保持在170℃下反应6-8h直至得到高粘度溶液，得到所述侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物；
在所述的步骤S3中，所述制备溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物包括使所述侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物和1,2-二氯乙烷(或1,1,2,2-四氯乙烷)在氮气保护下搅拌混合，聚芳醚砜嵌段共聚物完全溶解后，加入N-溴代丁二酰亚胺和过氧化苯甲酰在85℃下反应6-8h，得到所述溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物；
进一步的，在所述的步骤S4中，所述向溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物中加入N-甲基咪唑，并进行搅拌反应得到混合溶液包括将所述溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物在搅拌条件下彻底溶解在二甲基甲酰胺中，N-甲基咪唑/二甲基甲酰胺溶液逐滴加入到溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物溶液中，加入时间需大于15min，搅拌反应温度为45℃，时间为12h；在步骤S5中，所述快干型溶剂为乙酸乙酯，所述洗涤溶剂为乙醇；
进一步的，所述的步骤S6中，所述制备溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液包括将溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物干粉溶解在二甲基甲酰胺中，得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液，铸膜液中共聚物的浓度为0.05g/mL；所述烘干成膜包括对溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液进行烘干，烘干温度为60℃，烘干时间为24h；
进一步的，所述的步骤S7中，将咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜浸泡于碱液中进行碱化处理时，所述碱液为NaOH溶液，所述碱液的浓度为1mol/L；浸泡温度为40℃，浸泡时间为48h；
所述的阴离子交换膜，可通过上述任一方法来制备。
与现有技术相比，本发明的积极效果在于：本文所述的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物包括亲水链段和疏水链段，采用不同芳香侧链端羟基聚砜醚亲水寡聚体和端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体制备咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜，嵌段型和侧链型共聚物离聚体结构的微相分离明显，吸水量大，促进亲水区域的连接，进而形成氢氧根离子传输路径，增强氢氧根离子的传输，从而使得利用其制备的阴离子交换膜具有良好的化学稳定性。
附图说明
图1显示根据本发明的一种实施方式的阴离子交换膜的制备方法。
图2显示根据本发明的4种阴离子交换膜的阴离子电导率的剩余比例随浸泡时间的变化。在图2中，横坐标为时间，单位为小时，纵坐标为以百分比表示的电导率σ剩余比例。此外，在附图中咪唑功能化AEM(基于DFDM)-x7y32表示基于2,6-二氟苯基[3-[(3,5-二甲基苯基)甲基]-5-甲基苯基]甲酮(DFDM)合成的疏水链长度x＝7、亲水链长度y＝32的阴离子交换膜；咪唑功能化AEM(基于DFDM)-x7y24表示基于2,6-二氟苯基[3-[(3,5-二甲基苯基)甲基]-5-甲基苯基]甲酮(DFDM)合成的疏水链长度x＝7、亲水链长度y＝24的阴离子交换膜；咪唑功能化AEM(基于DFDB)-x4y20表示基于5-(2,6-二氟苄基)-1,3-二甲苯(DFDB)合成的疏水链长度x＝4、亲水链长度y＝20的阴离子交换膜；咪唑功能化AEM(基于DFDB)-x4y15表示基于5-(2,6-二氟苄基)-1,3-二甲苯(DFDB)合成的疏水链长度x＝4、亲水链长度y＝15的阴离子交换膜。
图3显示根据实施例1的亲水链段寡聚物的1H核磁共振谱。
图4显示根据实施例1的疏水链段寡聚物的1H核磁共振谱。
图5显示根据实施例1的溴代AEM(基于DFDM)-x7y32共聚物的1H核磁共振谱。
图6显示根据实施例1的咪唑功能化AEM(基于DFDM)-x7y32的1H核磁共振谱。
具体实施方式
除非另有说明、从上下文暗示或属于现有技术的惯例，否则本申请中所有的份数和百分比都基于重量，且所用的测试和表征方法都是与本申请的提交日期同步的。在适用的情况下，本申请中涉及的任何专利、专利申请或公开的内容全部结合于此作为参考，且其等价的同族专利也引入作为参考，特别这些文献所披露的关于本领域中的合成技术、产物和加工设计、聚合物、共聚单体、引发剂或催化剂等的定义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。
本申请中的数字范围是近似值，因此除非另有说明，否则其可包括范围以外的数值。数值范围包括以1个单位增加的从下限值到上限值的所有数值，条件是在任意较低值与任意较高值之间存在至少2个单位的间隔。例如，如果记载组分、物理或其它性质(如分子量，熔体指数等)是100至1000，意味着明确列举了所有的单个数值，例如100，101,102等，以及所有的子范围，例如100到166,155到170,198到200等。对于包含小于1的数值或者包含大于1的分数(例如1.1，1.5等)的范围，则适当地将1个单位看作0.0001，0.001，0.01或者0.1。对于包含小于10(例如1到5)的个位数的范围，通常将1个单位看作0.1。这些仅仅是想要表达的内容的具体示例，并且所列举的最低值与最高值之间的数值的所有可能的组合都被认为清楚记载在本申请中。还应指出，本文中的术语“第一”、“第二”等不限定先后顺序，只是为了区分不同结构的物质。
关于化学化合物使用时，除非明确地说明，否则单数包括所有的异构形式，反之亦然(例如，“己烷”单独地或共同地包括己烷的全部异构体)。另外，除非明确地说明，否则用“一个”，“一种”或“该”形容的名词也包括其复数形式。
术语“包含”，“包括”，“具有”以及它们的派生词不排除任何其它的组分、步骤或过程的存在，且与这些其它的组分、步骤或过程是否在本申请中披露无关。为消除任何疑问，除非明确说明，否则本申请中所有使用术语“包含”，“包括”，或“具有”的组合物可以包含任何附加的添加剂、辅料或化合物。相反，除了对操作性能所必要的那些，术语“基本上由……组成”将任何其他组分、步骤或过程排除在任何该术语下文叙述的范围之外。术语“由……组成”不包括未具体描述或列出的任何组分、步骤或过程。除非明确说明，否则术语“或”指列出的单独成员或其任何组合。
在一种实施方式中，参见图1，本发明实施例提供的一种聚苯并咪唑类阴离子交换膜的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1，制备端羟基聚砜醚亲水寡聚体，制备端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体；
步骤2，制备侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物；
步骤3，制备溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物；
步骤4，向溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物中加入N-甲基咪唑，并进行搅拌反应得到混合溶液；
步骤5，将反应后的混合溶液在快干型溶剂中析出沉淀，将沉淀产物洗涤多次，得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物，并制备咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液；
步骤6，将咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液进行烘干成膜，得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜；
步骤7，将溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜浸泡于碱液中进行碱化处理，得到氢氧根离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物阴离子交换膜。
本申请实施例由于采用不同芳香侧链端羟基聚砜醚亲水寡聚体和端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体制备咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜，嵌段型和侧链型共聚物离聚体结构的微相分离明显，吸水量大，促进亲水区域的连接，进而形成氢氧根离子传输路径，增强氢氧根离子的传输，由于将溴离子形式的咪唑功能化的嵌段共聚物膜进行烘干成膜，得到溴离子形式的咪唑功能化的嵌段共聚物膜，将溴离子形式的咪唑功能化的嵌段共聚物膜浸泡于碱液中进行碱化处理，得到氢氧根离子形式的咪唑功能化的嵌段共聚物膜，所以，制得的溴离子形式的咪唑功能化的嵌段共聚物膜具有优良的氢氧根离子传导性能、机械性能、热稳定性、氧化稳定性及碱稳定性，可应用于碱性膜燃料电池。
接下来将详细介绍各步骤。
首先，详细介绍步骤1。
在一种实施方式中，所述端羟基聚砜醚亲水寡聚体具有通过下述通式(2)所示的结构：
其中Ar具有下述通式(b1)或者通式(b2)所示的结构：
制备端羟基聚砜醚亲水寡聚体的溶液以理论寡聚体长度(y)为20为例包括5-(2,6-二氟苯基)-1,3-二甲苯，4,4′-双酚、无水碳酸钾、DMSO、甲苯，DMSO和甲苯的体积比为1:1，混合搅拌,加热到140℃反应4h，在氮气流下,慢慢加热到170℃去除甲苯和水产生的共沸混合物,继续保持反应4小时后，将得到的低聚物溶液倒入水中得到粗产物。低聚物沉淀分别用水和甲醇重复洗涤,然后在100℃真空干燥24小时得到端羟基聚砜醚亲水寡聚体粉末。
在一种实施方式中，所述端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体具有通过下述通式(3)所示的结构：
其中x表示疏水链的聚合度，且x为4-7中的任一正整数。
制备端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体的溶液以理论寡聚体长度(x)为4为例包括4,4’-二氟二苯砜、4,4′-双酚、无水碳酸钾、DMSO、甲苯，反应步骤及1后处理步骤与制备端羟基聚砜醚亲水寡聚体相同，制得端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体粉末。
接下来，详细介绍步骤2。
在一种实施方式中，所述侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物具有通过下述通式(4)所示的结构：
制备侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物的溶液包括冷却至室温的端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体和端羟基聚砜醚亲水寡聚体溶液，在氮气保护下混合，加入甲苯和DMSO，混合搅拌,加热到140℃反应2h,然后保持在170℃6-8h直至得到高粘度溶液。后处理过程与制备端羟基聚砜醚亲水寡聚体相同，得到侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物。
接下来，详细介绍步骤3。
在一种实施方式中，所述溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物具有通过下述通式(5)所示的结构：
其中Ar′具有下述通式(c1)或者通式(c2)所示的结构：
制备溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物的溶液包括(以疏水嵌段长度4，亲水嵌段长度为20为例)聚芳醚砜嵌段共聚物和1,1,2,2-四氯乙烷在氮气保护下下搅拌混合，聚芳醚砜嵌段共聚物完全溶解后，加入N-溴代丁二酰亚胺和过氧化苯甲酰在85℃下反应6-8h，反应后,将得到的溶液倒入丙酮中，得到溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物。
接下来，详细介绍步骤4。
向溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物中加入N-甲基咪唑，并进行搅拌反应得到混合溶液包括将溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物搅拌条件下彻底溶解在DMF中，N-甲基咪唑DMF溶液逐滴加入到溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物溶液中，加入时间需大于15min，搅拌反应温度为45℃，时间为24h。
接下来，详细介绍步骤5。
在一种实施方式中，咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物具有如下述通式(1)所示的结构：
在通式(1)中，x表示疏水性链段的聚合度，且x为4-7中的任一正整数；
在通式(1)中，y表示亲水性链段的聚合度，且y为15-32中任一正整数；
在通式(1)中，Ar”具有下述通式(a1)或者通式(a2)所示的结构：
在通式(a1)和通式(a2)中，R3为CH3、CH2(C3H4N2)+OH—CH3或CHBr2中的一种；
在通式(a2)中，R4为CH(C3H4N2)+OH—CH3或CBr2。
将反应得到的混合溶液在快干溶剂中析出沉淀产物并洗涤数次得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物包括将混合溶液在乙酸乙酯中析出沉淀并用乙醇洗涤。
制备溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液包括将溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物干粉溶解在DMF中，得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液，铸膜液中共聚物的浓度为0.05g/mL。
接下来，详细介绍步骤6。
将溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液进行烘干成膜包括烘干温度为60℃，烘干时间为24h。
最后，详细介绍步骤7。
将咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜浸泡于碱液中进行碱化处理包括碱液为NaOH，所述碱液的浓度为1mol/L；在40℃浸泡48h后得到咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物阴离子交换膜。
在另一种实施方式中，本申请提供一种阴离子交换膜，其通过如上所述的方法来制备。
在另一种实施方式中，本申请提供一种咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物，其具有如下述通式(1)所示的结构：
在通式(1)中，x表示疏水性链段的聚合度，且x为4-7中的任一正整数；
在通式(1)中，y表示亲水性链段的聚合度，且y为15-32中任一正整数；
在通式(1)中，Ar”具有下述通式(a1)或者通式(a2)所示的结构：
在通式(a1)和通式(a2)中，R3为CH3、CH2(C3H4N2)+OH—CH3或CHBr2中的一种；
在通式(a2)中，R4为CH(C3H4N2)+OH—CH3或CBr2。
在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明中的百分比为各成分占原料总量的质量百分比。
实施例
下面将结合本申请的实施例和附图，对本申请的技术方案进行清楚和完整的描述。如无特别说明，所用的试剂和原材料都可通过商业途径购买。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
在下述实施例中，液体香精型号为植物香精，优选地为购自江门市花芸雅香料有限公司的玫瑰香精。微胶囊香精型号为购自安徽美科迪智能微胶囊科技有限公司的草木香型微胶囊香精。
合成实施例
实施例1
本实施例涉及制备阴离子交换膜咪唑功能化AEM(基于DFDM)-x7y32，其中x7y32指咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物疏水链段的聚合度为7，亲水链段的聚合度为32；所述的4,4′-双酚与所述的4,4’-二氟二苯砜的进料比设置为7/8，制备
端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体，长度(x)为7；
所述的4,4′-双酚与所述的2,6-二氟苯基[3-[(3,5-二甲基苯基)甲基]-5-甲基苯基]甲酮的进料比设置为32/31，制备
端羟基聚砜醚亲水寡聚体，长度(y)为32，Ar为
制备侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物的溶液包括冷却至室温的端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体和端羟基聚砜醚亲水寡聚体溶液，在氮气保护下混合，加入甲苯和二甲基亚砜，混合搅拌,加热到140℃反应2h,然后保持在170℃6h直至得到高粘度溶液。后处理过程与制备端羟基聚砜醚亲水寡聚体相同，得到侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物；
制备溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物的溶液包括聚芳醚砜嵌段共聚物和1,1,2,2-四氯乙烷，在氮气保护下搅拌混合，聚芳醚砜嵌段共聚物完全溶解后，加入N-溴代丁二酰亚胺和过氧化苯甲酰在85℃下反应8h，反应后,将得到的溶液倒入丙酮中，得到溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物。
向溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物中加入N-甲基咪唑，并进行搅拌反应得到混合溶液包括将溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物搅拌条件下彻底溶解在二甲基甲酰胺中，N-甲基咪唑二甲基甲酰胺溶液逐滴加入到溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物溶液中，加入时间20min，搅拌反应温度为45℃，时间为24h。
将反应得到的混合溶液在乙酸乙酯中析出沉淀产物并用乙醇洗涤数次得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物。
将溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液在60℃，烘干24h，得到咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜，然后，浸泡于1mol/L NaOH溶液中进行碱化处理；并在40℃浸泡48h后得到咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物阴离子交换膜。
亲水链段寡聚物的1H核磁共振谱如图3所示。
疏水链段寡聚物的1H核磁共振谱如图4所示。
溴代AEM(基于DFDM)-x7y32共聚物的1H核磁共振谱如图5所示。
咪唑功能化AEM(基于DFDM)-x7y32的1H核磁共振谱如图6所示。
实施例2
本实施例涉及制备阴离子交换膜咪唑功能化AEM(基于DFDM)-x7y24，其中x7y24指咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物疏水链段的聚合度为7，亲水链段的聚合度为24；所述的4,4′-双酚与所述的4,4’-二氟二苯砜的进料比设置为7/8，制备端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体长度(x)为7；所述的4,4′-双酚与所述的2,6-二氟苯基[3-[(3,5-二甲基苯基)甲基]-5-甲基苯基]甲酮的进料比设置为24/23，制备端羟基聚砜醚亲水寡聚体长度(y)为24。
实施例3
本实施例涉及制备阴离子交换膜咪唑功能化AEM(基于DFDB)-x4y20，其中x4y20指咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物疏水链段的聚合度为4，亲水链段的聚合度为20；所述的4,4′-双酚与所述的4,4’-二氟二苯砜的进料比设置为4/5，制备端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体长度(x)为4；所述的4,4′-双酚与所述的5-(2,6-二氟苯基)-1,3-二甲苯的进料比设置为20/19，制备端羟基聚砜醚亲水寡聚体长度(y)为20。
实施例4
本实施例涉及制备阴离子交换膜咪唑功能化AEM(基于DFDB)-x4y15，其中x4y15指咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物疏水链段的聚合度为4，亲水链段的聚合度为15；所述的4,4′-双酚与所述的4,4’-二氟二苯砜的进料比设置为4/5，制备端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体长度(x)为4；所述的4,4′-双酚与所述的5-(2,6-二氟苯基)-1,3-二甲苯的进料比设置为15/14，制备端羟基聚砜醚亲水寡聚体长度(y)为15。
实施例2-4的实验步骤如下所述。
制备侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物的溶液包括冷却至室温的端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体和端羟基聚砜醚亲水寡聚体溶液，在氮气保护下混合，加入甲苯和二甲基亚砜，混合搅拌,加热到140℃反应2h,然后保持在170℃6h直至得到高粘度溶液。后处理过程与制备端羟基聚砜醚亲水寡聚体相同，得到侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物；
制备溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物的溶液包括聚芳醚砜嵌段共聚物和1,1,2,2-四氯乙烷，在氮气保护下搅拌混合，聚芳醚砜嵌段共聚物完全溶解后，加入N-溴代丁二酰亚胺和过氧化苯甲酰在85℃下反应8h，反应后,将得到的溶液倒入丙酮中，得到溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物。
向溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物中加入N-甲基咪唑，并进行搅拌反应得到混合溶液包括将溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物搅拌条件下彻底溶解在二甲基甲酰胺中，N-甲基咪唑二甲基甲酰胺溶液逐滴加入到溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物溶液中，加入时间20min，搅拌反应温度为45℃，时间为24h。
将反应得到的混合溶液在乙酸乙酯中析出沉淀产物并用乙醇洗涤数次得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物。
将溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液在60℃，烘干24h，得到咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜，然后，浸泡于1mol/L NaOH溶液中进行碱化处理；并在40℃浸泡48h后得到咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物阴离子交换膜。
效果实施例
对根据实施例1-4制备的阴离子交换膜进行老化反应，具体实验步骤如下：提供80℃高温环境和4mol/L NaOH溶液碱性的加速老化试验环境，并测试其氢氧根离子电导率随老化时间的变化，结果如图2所示。从图2可知，从x4y15到x7y32，经过老化反应，咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物阴离子交换膜仍然表现出较高的氢氧根离子电导率，表明咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物阴离子交换膜具有很好的化学稳定性。
上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都本申请的范围之内。
Claims (9)
1.一种咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物，其特征在于，包括疏水性链段和亲水性链段，其具有如下述通式(1)所示的结构：
在通式(1)中，x表示疏水性链段的聚合度，且x为4-7中的任一正整数；
在通式(1)中，y表示亲水性链段的聚合度，且y为15-32中任一正整数；
在通式(1)中，Ar”具有下述通式(a1)或者通式(a2)所示的结构：
在通式(a1)和通式(a2)中，R3为CH3、CH2(C3H4N2)+OH-CH3或CHBr2中的一种；
在通式(a2)中，R4为CH(C3H4N2)+OH-CH3或CBr2。
2.一种制备咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物阴离子交换膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)：制备端羟基聚砜醚亲水寡聚体，且制备端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体；
(2)：制备侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物；
(3)：制备溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物；
(4)：使溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物与N-甲基咪唑反应，得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物；
(5)：利用溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物制备咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液，烘干成膜后，得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜；
(6)：对溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜进行碱化处理，得到氢氧根离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物阴离子交换膜。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1.制备端羟基聚砜醚亲水寡聚体，且制备端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体；
S2.制备侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物；
S3.制备溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物；
S4.向溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物中加入N-甲基咪唑，并进行搅拌反应得到混合溶液；
S5.将反应后的混合溶液在快干型溶剂中析出沉淀，用洗涤溶剂将沉淀产物洗涤烘干多次，得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物；
S6.制备咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液，烘干成膜，得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜；
S7.将溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜浸泡于碱液中进行碱化处理，得到氢氧根离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物阴离子交换膜。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，
所述端羟基聚砜醚亲水寡聚体具有通过下述通式(2)所示的结构：
其中Ar具有下述通式(b1)或者通式(b2)所示的结构：
所述端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体具有通过下述通式(3)所示的结构：
其中x表示疏水链的聚合度，且x为4-7中的任一正整数；
所述侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物具有通过下述通式(4)所示的结构：
所述溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物具有通过下述通式(5)所示的结构：
其中Ar′具有下述通式(c1)或者通式(c2)所示的结构：
所述咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物为如权利要求1所述的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述制备端羟基聚砜醚亲水寡聚体包括在惰性气氛下，且存在碱性催化剂的情况下，使5-(2,6-二氟苄基)-1,3-二甲苯(DFDB)或2,6-二氟苯基[3-[(3,5-二甲基苯基)甲基]-5-甲基苯基]甲酮(DFDM)与4,4'-双酚在第一有机溶剂混合物中反应第一预定时间段，通过共沸除去该第一有机溶剂混合物后得到所述端羟基聚砜醚亲水寡聚体；
在步骤S1中，所述制备端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体包括在惰性气氛下，使4,4'-二氟二苯砜与4,4'-双酚在第二有机溶剂混合物中反应第二预定时间段，通过共沸除去该第二有机溶剂混合物后得到所述端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体。
在步骤S2中，所述制备侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物包括在惰性气氛下，使所述端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体和所述端羟基聚砜醚亲水寡聚体在第三有机溶剂混合物中于140℃下反应2h，然后保持在170℃下反应6-8h直至得到高粘度溶液，得到所述侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物；
在步骤S3中，所述制备溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物包括使所述侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物和1,2-二氯乙烷(或1,1,2,2-四氯乙烷)在氮气保护下搅拌混合，聚芳醚砜嵌段共聚物完全溶解后，加入N-溴代丁二酰亚胺和过氧化苯甲酰在85℃下反应6-8h，得到所述溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，所述向溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物中加入N-甲基咪唑，并进行搅拌反应得到混合溶液包括将所述溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物在搅拌条件下彻底溶解在二甲基甲酰胺中，N-甲基咪唑/二甲基甲酰胺溶液逐滴加入到溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物溶液中，加入时间需大于15min，搅拌反应温度为45℃，时间为12h；
在步骤S5中，所述快干型溶剂为乙酸乙酯，所述洗涤溶剂为乙醇。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S6中，所述制备溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液包括将溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物干粉溶解在二甲基甲酰胺中，得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液，铸膜液中共聚物的浓度为0.05g/mL；
所述烘干成膜包括对溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液进行烘干，烘干温度为60℃，烘干时间为24h。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S7中，将咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜浸泡于碱液中进行碱化处理时，所述碱液为NaOH溶液，所述碱液的浓度为1mol/L；浸泡温度为40℃，浸泡时间为48h。
9.一种阴离子交换膜，其通过如权利要求2-8中任一项所述的方法来制备。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103633344A (zh) * | 2013-09-13 | 2014-03-12 | 华南理工大学 | 一种自交联型碱性阴离子交换膜及其制备方法与应用 |
| CN108503835A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-09-07 | 深圳大学 | 一种支化嵌段梳型聚芳醚砜、其制备方法和应用 |
| CN110760038A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-02-07 | 长春工业大学 | 燃料电池用咪唑侧链型阴离子交换膜及其制备方法 |
| CN113896923A (zh) * | 2020-06-19 | 2022-01-07 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种基于聚醚砜主链的非对称离子交换膜及其制备方法和应用 |
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2022
- 2022-11-29 CN CN202211516952.XA patent/CN115894922A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103633344A (zh) * | 2013-09-13 | 2014-03-12 | 华南理工大学 | 一种自交联型碱性阴离子交换膜及其制备方法与应用 |
| CN108503835A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-09-07 | 深圳大学 | 一种支化嵌段梳型聚芳醚砜、其制备方法和应用 |
| CN110760038A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-02-07 | 长春工业大学 | 燃料电池用咪唑侧链型阴离子交换膜及其制备方法 |
| CN113896923A (zh) * | 2020-06-19 | 2022-01-07 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种基于聚醚砜主链的非对称离子交换膜及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| XUELIANG ZHANG ET AL.,: "Block poly(arylene ether sulfone) copolymers tethering aromatic side-chain quaternary ammonium as anion exchange membranes", 《POLYM. CHEM》, vol. 9, 18 December 2017 (2017-12-18), pages 699 - 711 * |
| XUELIANG ZHANG ET AL.,: "Imidazolium functionalized block copolymer anion exchange membrane with enhanced hydroxide conductivity and alkaline stability via tailoring side chains", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGENENERGY》, vol. 43, 1 February 2018 (2018-02-01), pages 3716 - 3730, XP085345559, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2018.01.017 * |
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