[发明专利]含氨基的磺化聚芳醚酮砜/氨基酸官能化无机粒子复合型质子交换膜

权利要求书

1.一种含氨基的磺化聚芳醚酮砜/氨基酸官能化无机粒子复合型质子交换膜，其特征在于，按质量百分比包括如下组分：

氨基酸官能化无机粒子5％～17％，含氨基的磺化聚芳醚酮砜83％～95％；

所述的氨基酸官能化无机粒子的结构式如式Ⅰ所示：

所述的含氨基的磺化聚芳醚酮砜的结构式如式Ⅱ所示：

式Ⅱ中，m、n、p、q为重复单元数，m、n、p、q为≥1的整数。

2.根据权利要求1所述的一种含氨基的磺化聚芳醚酮砜/氨基酸官能化无机粒子复合型质子交换膜的制备方法，其特征在于，该方法包括：

步骤一：分别将氨基酸官能化无机粒子和含氨基的磺化聚芳醚酮砜溶于溶剂中，然后将两者混合，得到混合溶液；

步骤二：将步骤一得到的混合溶液搅拌12～24小时，得到成膜液，所述的成膜液中氨基酸官能化无机粒子为5％～17％；含氨基的磺化聚芳醚酮砜为95％～83％；

步骤三：将步骤二得到的成膜液采用流延法延流成膜，即得到含氨基的磺化聚芳醚酮砜/氨基酸官能化粒子复合型质子交换膜。

3.根据权利要求2所述的一种含氨基的磺化聚芳醚酮砜/氨基酸官能化无机粒子复合型质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的氨基酸官能化无机粒子的制备方法为：

氮气保护下，在三口瓶中加入钛酸四丁酯和乙二醇，剧烈搅拌8～10小时，然后快速倾倒于丙酮中，继续剧烈搅拌0.5～1小时，然后静置沉化1～3小时，离心分离，洗涤，真空烘干得到无机粒子；

将无机粒子加入盐酸水溶液中，超声分散后倾倒在3,4-二羟基-L-苯基丙氨酸水溶液中，剧烈搅拌0.5～1小时，离心分离，去离子水反复洗涤至中性，真空烘干得到氨基酸官能化无机粒子。

4.根据权利要求3所述的一种含氨基的磺化聚芳醚酮砜/氨基酸官能化无机粒子复合型质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的钛酸四丁酯和3,4-二羟基-L-苯基丙氨酸水溶液的摩尔比为1:1。

5.根据权利要求3所述的一种含氨基的磺化聚芳醚酮砜/氨基酸官能化无机粒子复合型质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的3,4-二羟基-L-苯基丙氨酸水溶液浓度为4mg/ml，PH＝2。

6.根据权利要求2所述的一种含氨基的磺化聚芳醚酮砜/氨基酸官能化无机粒子复合型质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的含氨基的磺化聚芳醚酮砜制备方法为：

在反应容器中加入a mol 4,4’-二氟二苯酮，(1-a)mol 4,4’-磺化二氯二苯砜，d mol含氨基的双酚单体，(1-d)mol双酚单体，混合均匀后加入成盐剂、带水剂和溶剂，120～140℃带水回流4～5小时后放出带水剂，温度升至160～180℃，继续反应20～30小时，得到含氨基的磺化聚芳醚酮砜，其中a＝0.1～0.9,d＝0.1～0.9。

7.根据权利要求6所述的一种含氨基的磺化聚芳醚酮砜/氨基酸官能化无机粒子复合型质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的双酚单体为双酚A、双酚S、六氟双酚A、酚酞、四甲基联苯二酚或叔丁基对苯二酚。

8.根据权利要求6所述的一种含氨基的磺化聚芳醚酮砜/氨基酸官能化无机粒子复合型质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的含氨基的双酚单体为4-氨基苯基对苯二酚。

9.根据权利要求6所述的一种含氨基的磺化聚芳醚酮砜/氨基酸官能化无机粒子复合型质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜。

10.根据权利要求6所述的一种含氨基的磺化聚芳醚酮砜/氨基酸官能化无机粒子复合型质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的带水剂为甲苯。