[发明专利]一种聚合物及其制备方法和在质子交换膜燃料电极催化层中的用途

权利要求书

1.一种聚合物在质子交换膜燃料电池中作为催化层立体化树脂的用途，其特征在于，所述聚合物为主链上至少一部分羰基被还原为羟基的磺化聚醚醚酮，其结构式如下：

；

其中m ≥0，n≥0，0.5≤m+n＜1；

所述聚合物的磺化度为40%~80%；所述磺化聚醚醚酮的数均分子量为1 kDa ~50kDa；所述用途是将转化为其盐的聚合物溶于其良溶剂中形成聚合物溶液，然后在膜电极热压过程中发生酸催化原位交联形成具有交联结构的立体化树脂；酸由质子交换膜上的磺酸基团提供。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述聚合物的制备方法包括如下步骤：先将磺化聚醚醚酮转换成其盐，然后将羰基还原为羟基获得羟基化磺化聚醚醚酮。

3.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述磺化聚醚醚酮的磺化度为40%~80%。

4.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，采用硼氢化钠将羰基还原为羟基。

5.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，还原反应的溶剂为选自二甲基亚砜、二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺中的一种或多种。

6.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，包括如下特征中的一种或两种：

还原反应的反应温度为100℃~130℃；

还原反应时间为4h~12h。

7.根据权利要求4中所述的用途，其特征在于，磺化聚醚醚酮的盐与硼氢化钠的质量比为（10~20）：1。

8.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述良溶剂选自水、乙醇水溶液、异丙醇水溶液、丙酮水溶液、甲醇水溶液、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述聚合物溶液的浓度为2wt%~5wt%。

10.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，包括如下特征中的一种或多种：

热压温度为100℃~130℃；

热压时间为120s~360s；

热压压力为4 MPa ~8MPa。