[发明专利]一种不含醚氧键型聚合物阴离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种不含醚氧键型聚合物阴离子交换膜，其特征在于，该不含醚氧键型聚合物阴离子交换膜结构如下：

其中，x＝0-1，y＝1-0，n＝1-6的正整数；R为甲基、N-甲基哌啶基、2-甲基咪唑基、1,2-二甲基咪唑基或N-甲基吗啡啉基。

2.一种不含醚氧键型聚合物阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)含仲胺基无醚氧键聚合物的合成：在冰水浴条件下，将吲哚-2,3-二酮和α,α-二苯基-4-哌啶甲醇加入到溶剂A中，通过机械搅拌使其完全溶解，再加入三氟甲磺酸，在0-5℃下反应30min后撤冰浴，反应温度逐渐恢复至室温并在此温度下反应，反应至生成褐色黏稠状固体，机械搅拌至搅不动为止，依据三氟甲磺酸的加入量不同，反应时间在4-8天不等，反应时间随着三氟甲磺酸的加入量增加而缩短；将反应物倒入沉淀剂A中，过滤、洗涤、干燥得到含仲胺基无醚氧键聚合物；

所述的吲哚-2,3-二酮：α,α-二苯基-4-哌啶甲醇：三氟甲磺酸的摩尔比为1.6～1：1：7～20；

所述的吲哚-2,3-二酮，α,α-二苯基-4-哌啶甲醇在溶剂A中的w/v分别为10％～20％；

所述的三氟甲磺酸：溶剂A的体积比为0.5～0.8：1；

所述的溶剂A为二氯甲烷或三氯甲烷；

所述的沉淀剂A为冰水或氢氧化钠溶液；

(2)离子液体的合成：将含有脂肪链的二溴单体及离子化试剂溶解于溶剂B中，在20～60℃反应48h，将析出的固体产物用溶剂B反复清洗3～5次，真空干燥得到离子液体；

所述的含有脂肪链的二溴单体结构如下：其中n＝1～6的正整数；

所述的含有脂肪链的二溴单体：离子化试剂的摩尔比1.5～2：1；

所述的含有脂肪链的二溴单体及离子化试剂在溶剂B中的w/v分别为10～30％；

所述的溶剂B为乙酸乙酯或乙腈；

所述的离子化试剂为N-甲基哌啶、N-甲基吡咯烷、1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、N-甲基吗啡啉中的一种；

(3)不含醚氧键型聚合物阴离子交换膜的制备：80℃温度条件下，将含仲胺基无醚氧键聚合物溶解于溶剂C中，然后加入碳酸钾；将离子液体用溶剂C溶解后加入到反应体系中，在80℃下反应12～48h；将反应溶液倒入沉淀剂B中，过滤、洗涤、干燥；再将产物溶于溶剂C中配成铸膜液后浇铸成膜；将膜浸泡于1mol/L氢氧化钾溶液中24～48h，在去离子水中浸泡至中性，烘干，即得不含醚氧键型聚合物阴离子交换膜；

所述的含仲胺基取代重复单元：K₂CO₃：离子液体的摩尔比为1：1.2～2：2～6；

所述的含仲胺基无醚氧键聚合物在溶剂C中的w/v为3～10％；

所述的溶剂C为N,N-二甲基乙酰胺、N–甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种；

所述的沉淀剂B为丙酮或乙酸乙酯；

所述的铸膜液w/v为3～10％。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的干燥为真空干燥，温度为40～100℃，时间为6小时以上。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的真空干燥温度为30～60℃，时间为12小时以上。

5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，干燥为真空干燥，温度为40～80℃，时间为8小时以上。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，干燥为真空干燥，温度为40～80℃，时间为8小时以上。

7.根据权利要求2、3或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，浇铸法成膜的烘干温度为50～80℃，时间为24～48小时。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，浇铸法成膜的烘干温度为50～80℃，时间为24～48小时。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，浇铸法成膜的烘干温度为50～80℃，时间为24～48小时。