[发明专利]含1,2,4-三唑环的化合物、含1,2,4-三唑环的聚合物质子交换膜和制备方法

权利要求书

1.一种含1,2,4-三唑环的化合物，结构式如式Ⅰ所示：

R为-OH或-F，为苯环上任意的取代基团。

2.根据权利要求1所述的一种含1,2,4-三唑环的化合物的制备方法，其特征在于，包括如下：

在反应容器中将苯甲酸化合物、硫酸肼和聚磷酸混合，在150～160℃下反应4～6h，升温至180～200℃后在反应容器中加入苯胺,反应1～3h，得到含1,2,4-三唑环的化合物，所述的苯甲酸化合物为羟基苯甲酸或氟代苯甲酸。

3.根据权利要求2所述的一种含1,2,4-三唑环的化合物的制备方法，其特征在于，所述的苯甲酸化合物、硫酸肼、聚磷酸和苯胺的摩尔比为（0.1～0.15）∶（0.05～0.08）∶（0.5～0.8）∶（0.05～0.08）。

4.一种含1,2,4-三唑环的聚合物质子交换膜，结构式如式Ⅱ所示：

式Ⅱ中，0.5≤m＜1.0,0＜n≤0.5，m+n=1；质子交换膜厚度为50～100μm，磺化度为20%～100%，在100℃下质子电导率为0.91～1.12S/cm。

X和Y独立的选自

5.根据权利要求4所述的一种含1,2,4-三唑环的聚合物质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括如下：

步骤一：将含1,2,4-三唑环的化合物、含有X结构的单体、含有Y结构的单体、磺化氯端基单体、碳酸钾在有机溶剂中混合，惰性气体保护下，在170～200℃下反应20～30h，得到产物；

步骤二：将步骤二中产物倒入丙酮中沉淀，过滤、水洗、干燥得到聚合物纯品；

步骤三：将步骤二得到的聚合物纯品溶解在有机溶剂中，得到聚合物溶液，将聚合物溶解流延成膜，60～80℃下干燥12～18h，再在100～120℃下干燥12～18h，冷却至室温，在水中脱模，将膜置于盐酸溶液中进行质子交换12～24h，再用去离子水反复洗涤直到PH=6～7，得到含1,2,4-三唑环的聚合物质子交换膜；

所述的含有X结构的单体选自

所述的含有Y结构的单体选自

6.根据权利要求5所述的一种含1,2,4-三唑环的聚合物质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的含1,2,4-三唑环的化合物、含有X结构的单体、含有Y结构的单体和磺化氯端基单体的摩尔比为（0.5～0.9）∶（0.5～0.9）∶（0.1～0.5）∶（0.1～0.5）。

7.根据权利要求5所述的一种含1,2,4-三唑环的聚合物质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤一的磺化氯端基单体为磺化二氯二苯砜。

8.根据权利要求5所述的一种含1,2,4-三唑环的聚合物质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤三的盐酸溶液的浓度为2mol/L。

9.根据权利要求5所述的一种含1,2,4-三唑环的聚合物质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂选自N-甲基吡咯烷酮或N-环己基吡咯烷酮中的一种或两种混合物。

10.根据权利要求9所述的一种含1,2,4-三唑环的聚合物质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的混合物中N-甲基吡咯烷酮和N-环己基吡咯烷酮的体积比为1∶1。