[发明专利]含1,3,4-噁二唑环的聚芳醚砜中高温质子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.含3，4-噁二唑环的聚芳醚砜中高温质子交换膜，其特征在于，结构式如下：

其中0.3≤x＜1.0，0＜y≤0.7，x+y＝1；中高温质子交换膜厚度为20～100μm，磺化度为40％～140％，在120℃下质子电导率为3.2×10^-2S/cm～8.8×10^-2S/cm。

2.根据权利要求1所述的含1，3，4-噁二唑环的聚芳醚砜中高温质子交换膜，其特征在于，x＝0.4～0.8。

3.根据权利要求1所述的含1，3，4-噁二唑环的聚芳醚砜中高温质子交换膜，其特征在于，x＝0.5～0.7。

4.权利要求1～3任何一项所述的含1，3，4-噁二唑环的聚芳醚砜中高温质子交换膜的制备方法，其特征在于，该方法由以下步骤实现的：

步骤一：在惰性气体保护下，向反应器中加入4-氟苯甲酸、硫酸肼和溶剂聚磷酸，形成混合物，混合物在150～160℃在反应4～6h，升温到200℃下反应1～3h，得到白色针状产物氟端基单体，所述的4-氟苯甲酸和硫酸肼的摩尔比为2∶1；

步骤二：惰性气体保护下，将磺化单体、双酚单体、碳酸钾、有机溶剂和带水剂加入到反应器中，与步骤一得到的氟端基单体在170～200℃下反应10～40h，得到产物，所述的氟端基单体、磺化单体、双酚单体和碳酸钾的摩尔比为4～8∶6～2∶10∶10；

步骤三：将步骤二中产物倒入丙酮中沉淀，过滤、水洗、干燥得到聚合物纯品；

步骤四：将步骤三中的聚合物纯品溶解在有机溶剂中，得到聚合物溶液，将聚合物溶解流延成膜，60～80℃下干燥12h，再在120℃下干燥12h，冷却至室温，在水中脱模，将膜置于盐酸溶液中进行质子交换12～24h，再用去离子水反复洗涤直到PH＝6～7，得到含1，3，4-噁二唑环的聚芳醚砜中高温质子交换膜。

5.根据权利要求4所述的含1，3，4-噁二唑环的聚芳醚砜中高温质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤二中氟端基单体、磺化单体、双酚单体和碳酸钾的摩尔比为5～7∶5～3∶10∶10。

6.根据权利要求4所述的含1，3，4-噁二唑环的聚芳醚砜中高温质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤二中双酚单体为双酚A。

7.根据权利要求4所述的含1，3，4-噁二唑环的聚芳醚砜中高温质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤二中反应时间为25～30h。

8.根据权利要求4所述的含1，3，4-噁二唑环的聚芳醚砜中高温质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤四中盐酸溶液的浓度为2mol/L。

9.根据权利要求4所述的含1，3，4-噁二唑环的聚芳醚砜中高温质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂选自N-甲基吡咯烷酮或N-环己基吡咯烷酮中的一种或两种混合物。

10.根据权利要求9所述的含1，3，4-噁二唑环的聚芳醚砜中高温质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的混合物中N-甲基吡咯烷酮和N-环己基吡咯烷酮的体积比为1∶1。