[发明专利]侧链含酞菁水解离催化基团单片型聚芳醚砜酮双极膜制备方法

权利要求书

1.一种侧链含酞菁水解离催化基团单片型聚芳醚砜酮双极膜制备方法，其特征是：

（1）将溴甲基化聚芳醚砜酮溶于有机溶剂Ⅰ中，以溴甲化聚芳醚砜酮取代基溴甲基1摩尔计算，将20～100摩尔含环氧基团取代基单体、1摩尔CuBr和2摩尔联吡啶加入反应体系中，在氮气保护条件下，恒温反应5～40h后将反应液倾入水中，沉淀出聚芳醚砜酮接枝聚合物，活水浸泡24h，除去铜离子、联吡啶和未反应单体，过滤烘干制得接枝含环氧基团侧链的聚芳醚砜酮共聚物PPBESK-g-PGMA基膜；

所述的基膜为含溴甲基聚芳醚砜酮，溴甲基占溴甲基聚芳醚砜酮大分子质量百分含量的3.0-56.4%；

（2）将接枝含环氧基团侧链的聚芳醚砜酮共聚物溶解有机溶剂Ⅱ中，溶解后以聚芳醚砜酮共聚物中环氧基团1摩尔计，将0.2～1.2摩尔含-羟基取代基酞菁、0.2～1.2摩尔催化剂Ⅰ加入反应体系中，在氮气保护下升温至60～110℃，恒温反应 3～8 h；反应结束后，立即用冰水浴将反应体系冷却至室温，用蒸馏水和甲醇的混合液为沉淀剂，沉淀出产物聚合物，并用混合液冲洗多次，真空干燥即得接枝侧链键合有酞菁的聚芳醚砜酮聚合物Pc-PPBESK-g-PGMA；

（3）将PPBESK-g-PGMA共聚物和Pc-PPBESK-g-PGMA聚合物按10：0.1～1.0质量比溶解于NMP溶剂中，后流延在洁净的玻璃板上，烘干制备含有酞菁侧链的聚芳醚砜酮基膜；

（4）将基膜垂直放入反应器中，将反应器分割成阳面反应室和阴面反应室，同步注入阳面磺化反应溶液和阴面胺化反应溶液，使基膜的两个侧面分别浸润于阳面反应溶液和阴面反应溶液中，通入氮气以排除反应器内的空气，然后密封，将反应器放到恒温水浴锅中反应，在基膜的一个侧面进行阳面磺化反应得到阳离子交换层；基膜的另一个侧面进行阴面胺化反应，通过更换季铵化试剂，再与季铵化试剂反应形成季铵基团，得到阴离子交换层；反应结束后即得单片型含酞菁聚芳醚砜酮双极膜。

2.根据权利要求1所述的一种侧链含酞菁水解离催化基团单片型聚芳醚砜酮双极膜制备方法，其特征是步骤（1）中：

所述的溴甲基化聚芳醚砜酮中，甲基取代基具体是指含邻甲基对苯二酚结构单元、含三甲基氢醌结构单元、含四甲基联苯二酚结构的单元，甲基溴化率在15～100%；

所述的含环氧基团取代基单体具体是指甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、乙烯苯基缩水甘油醚、4-乙烯苄基缩水甘油醚等含有环氧基团乙烯单体中的任意一种；

所述的有机溶剂Ⅰ为N，N- 二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N，N- 二甲基甲酰胺中的任意一种或两种任意比例的组合。

3.根据权利要求1所述的一种侧链含酞菁水解离催化基团单片型聚芳醚砜酮双极膜制备方法，其特征是步骤（2）中：

所述的含-羟基取代基酞菁为羟基取代基酞菁、氨基取代基酞菁、含过渡金属羟基取代基酞菁、含过渡金属氨基取代基酞菁的任意一种；

所述的有机溶剂Ⅱ为N，N- 二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或两种任意比例的组合；

所述的催化剂Ⅰ为碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种侧链含酞菁水解离催化基团单片型聚芳醚砜酮双极膜制备方法，其特征是步骤（4）中所述的阳面磺化反应溶液为A、B、C混合试剂，其中A为亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、稀硫酸中的任意一种；B为水；C为DMF、DMAc、NMP、DMSO等中的一种或两种任意比例的组合。

5.根据权利要求1所述的一种侧链含酞菁水解离催化基团单片型聚芳醚砜酮双极膜制备方法，其特征是步骤（4）中所述阴面胺化反应溶液为D、E、F混合试剂，其中D为乙二胺、二乙基三胺、三乙基四胺、二甲胺、二乙胺、3-氨基吡唑、5-氨基四氮唑、2-甲基-5-氨基-2H-四氮唑的任意一种；E为水；F为DMF、DMAc、NMP、DMSO等中的一种或两种任意比例的组合。

6.根据权利要求1所述的一种侧链含酞菁水解离催化基团单片型聚芳醚砜酮双极膜制备方法，其特征是步骤（4）中所述阳面磺化反应的温度可为20～90℃，磺化反应的时间可为10～72h。