[发明专利]一种含梳形侧链的酚酞基阴离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种含梳形侧链的酚酞基阴离子交换膜，其特征在于：其分子结构式如下所示：

其中，x＝0～1，至少一个R为中的一种；

Ar₁选自(a)～(e)中的至少一种；Ar₂选自(a)～(e)中的至少一种；

2.一种权利要求1所述的含梳形侧链的酚酞基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于：包括：

1)酚酞基聚合物的合成：将1份的邻甲苯酚酞、x份的具有Ar₁结构的二卤单体以及1-x份的具有Ar₂结构的二卤单体，在氮气保护、相当于邻甲苯酚酞2.5～3倍摩尔量的无水碳酸钾、及甲苯的存在下，溶解于极性非质子溶剂，先在135～145℃反应3～5h，再升温到150～170℃反应16～24h，停止反应，冷却至室温后用醇水溶液沉淀、过滤、洗涤、干燥，即得到酚酞基聚合物；

2)溴化聚合物的合成：将步骤1)得到的酚酞基聚合物溶解于1,1,2,2-四氯乙烷，然后加入N-溴代琥珀酰亚胺和引发剂，在84～86℃下反应4～6h，冷却后用甲醇沉淀、过滤、洗涤、干燥，得溴化聚合物；

3)阴离子交换膜的制备：将步骤2)得到的溴化聚合物溶于DMSO中，加入具有R结构的咪唑功能化试剂，并在40～50℃反应24～48h，得到铸膜液；将获得的铸膜液涂覆于基板上，加热挥发溶剂得到固态膜；将所述固态膜浸入碱液中48～72h进行离子交换，再用水充分洗涤，得到含梳形侧链的酚酞基阴离子交换膜。

3.根据权利要求2所述的含梳形侧链的酚酞基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于：所述具有Ar₁结构的二卤单体包括4,4'-二氯二苯砜、4,4'-二氯二苯甲酮、4,4'-二氯二苯基甲烷、4,4'-二氯联苯、3,3'-二氯联苯或3,5-二氯苯腈中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的含梳形侧链的酚酞基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于：所述具有Ar₂结构的二卤单体包括4,4'-二氯二苯砜、4,4'-二氯二苯甲酮、4,4'-二氯二苯基甲烷、4,4'-二氯联苯、3,3'-二氯联苯或3,5-二氯苯腈中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的含梳形侧链的酚酞基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于：所述极性非质子溶剂包括二甲亚砜、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、或N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的含梳形侧链的酚酞基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，酚酞基聚合物、N-溴代琥珀酰亚胺和引发剂的摩尔比为1：(2～5)：(0.1～0.25)。

7.根据权利要求2所述的含梳形侧链的酚酞基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于：所述引发剂包括过氧化苯甲酰、或偶氮二异丁腈中的至少一种。

8.根据权利要求2所述的含梳形侧链的酚酞基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于：所述咪唑功能化试剂包括1-戊基咪唑、1-辛基咪唑、1-十二烷基咪唑、或1-癸基-2-甲基咪唑中的至少一种。

9.根据权利要求2所述的含梳形侧链的酚酞基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，碱液包括氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的至少一种。

10.根据权利要求2所述的含梳形侧链的酚酞基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于：所述醇水溶液包括甲醇水溶液；所述基板包括玻璃板或聚四氟乙烯板。