[发明专利]聚芳基醚苯并咪唑离子交换膜及其制备和全钒液流电池

权利要求书

1.一种聚芳基醚苯并咪唑离子交换膜，其特征在于：结构通式如下，

其中：0＜y＜1，n＝20～2000

R₁代表：

R₂代表：

中的一种；

R₃代表：

中的一种。

2.一种权利要求1所述聚芳基醚苯并咪唑离子交换膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，

(1)将P₂O₅溶解在CH₃SO₃H中形成澄清溶液，其中P₂O₅与CH₃SO₃H的重量比为0.8∶10～2∶10；

(2)将3，4-二氨基苯甲酸，含醚键二元羧酸和芳香四元胺以一定的摩尔比加入到步骤1配制的溶液中；其中含醚键二元羧酸和芳香四元胺加入的摩尔数之比为1∶1，含醚键二元羧酸和芳香四元胺的摩尔数之和与3，4-二氨基苯甲酸的摩尔数之比为9∶1～5∶5，三种单体重量占整个体系重量的8～20％；

在惰性气体保护条件下，于120～160℃反应10～300min后，得到聚芳基醚苯并咪唑溶液；

(3)将得到的聚芳基醚苯并咪唑溶液直接浇铸于玻璃板或不锈钢板上，于60～100℃下干燥5h以上，然后80～150℃真空干燥1h以上成膜，将膜浸泡在去离子水或乙醇中2天以上除去膜中残留的CH₃SO₃H；将制备的膜浸入硫酸或者磷酸1h以上，得到聚芳基醚苯并咪唑离子交换膜，膜的厚度在10～200μm之间。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：含醚键二元羧酸为4，4’-羟基二苯甲酸，3，3’-(间-亚苯基双氧)二苯甲酸，4，4’-(间-亚苯基双氧)二苯甲酸中的一种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

芳香四元胺为：3，3，4，4’-四氨基联苯，2，3，6，7-萘四胺，1，2，4，5-苯四胺，3，3，4，4’-四氨基二苯醚，3，3，4，4’-四氨基二苯硫醚，3，3，4，4’-四氨基二苯砜，3，3，4，4’-四氨基二苯酮，3，3，4，4’-四氨基二苯基甲烷2，2-二(3，4-二氨基苯基)丙烷或2，2-二(3，4-二氨基苯基)六氟丙烷中的一种。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：硫酸或磷酸的浓度在1～16mol L^-1之间。

6.一种全钒氧化还原液流电池，其特征是：其所应用的离子交换膜为权利要求1的聚芳基醚苯并咪唑离子交换膜。