[发明专利]磺化聚苯并咪唑质子交换膜的制备方法和应用

权利要求书

1.一种磺化聚苯并咪唑质子交换膜，其特征在于其聚合物结构通式如下：

所述聚合物为无规共聚物，其中0<n≤0.8，0.2≤m<1，m+n＝1，该类聚合物的重均分子量在5000-800000之间；

R1为下列结构之一：

R2为下列结构之一：

其中：R3和R4为氢原子、C1-C4饱和烷烃基团或者C2-C4不饱和烷烃基团中的一种，R3和R4是相同或不同的基团。

2.如权利要求1所述的一种磺化聚苯并咪唑质子交换膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在多聚磷酸中加入含R1基团的二酸和含R2基团的二酸、以及联苯四胺,；通氮气除去体系内的氧气后，加热升温至180-220℃，反应4-48小时，趁热将溶液倒入含有2-8％的氢氧化钠溶液中成丝，充分用水洗涤，直到溶液呈中性。过滤，烘干；其中反应体系中二酸单体和联苯四胺在多聚磷酸溶剂中的单体浓度为2-15wt％之间,含R1基团的二酸和含R2基团的二酸摩尔用量之比为1：5～4：5,含R1基团的二酸和含R2基团的二酸总摩尔用量与联苯四胺的摩尔用量相同；

(2)将烘干的聚合物在100-150℃下溶极性溶剂中，溶液的浓度控制在2-15wt％，将得到的聚合物溶液直接浇铸于玻璃板或不锈钢板上，于60-100℃下干燥6-10h成膜，然后80-150℃真空干燥6-24h，得到磺化聚苯并咪唑质子交换膜，膜的厚度在10-100μm之间。

3.如权利要求2所述的一种磺化聚苯并咪唑质子交换膜的制备方法，其特征在于极性溶剂为NMP、DMF、DMAc、DMSO的一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种磺化聚苯并咪唑质子交换膜的应用，其特征在于包括如下步骤：

(1)将磺化聚苯并咪唑质子交换膜浸入硫酸溶液中10-48h；硫酸溶液的浓度在1-16mol/L之间；

(2)将浸泡过的磺化聚苯并咪唑质子交换膜装于酸性电解液液流储能电池，将膜夹在两个石墨毡电极之间，然后用石墨电极板夹紧，再用有机玻璃板固定，使用蠕动泵使电解液流过膜两侧。

5.如权利要求4所述的一种磺化聚苯并咪唑质子交换膜的应用，其特征在于酸性电解液液流储能电池为全钒液流储能电池、铁铬液流储能电池、锌溴液流储能电池、钒溴液流储能电池、钒铈液流储能电池中的一种。