[发明专利]一种具有微相分离结构的结晶型阴离子交换膜及制备方法

权利要求书

1.一种具有微相分离结构的结晶型阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的结晶型阴离子交换膜的主链主要由聚苯乙烯嵌段和聚乙烯嵌段组成，二者形成微相分离结构，其中聚苯乙烯嵌段负载功能基团，聚乙烯嵌段通过形成结晶结构为体系提供良好的机械性能；

该膜的结构式为：

或者

其中：R为-CH₃或-CH₂CH₃；

所述的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：在惰性气体氛围下，将SBS溶解于有机溶剂中，搅拌均匀后，加入1～3倍于SBS中双键摩尔量的对甲基苯磺酸和0.5～2倍于对甲基苯磺酸摩尔量的三正丙胺，并将温度升至135～140℃加热回流4～8h；待反应液冷却后，将其倒入盐酸酸化的乙醇溶液中搅拌过夜，过滤后所得产物依次用乙醇和去离子水反复冲洗，并进行真空干燥处理；

步骤二：将步骤一中所得产物溶解在有机溶剂中，搅拌均匀后，加入0.5～2倍于聚合物中苯乙烯单元摩尔量的催化剂和8～12倍于催化剂摩尔量的功能化试剂，在50～60℃反应6～12h后，倒入乙醇中沉淀得粗产物，用有机溶剂将其溶解后再次于乙醇中沉淀得所需产物，并于35℃下真空干燥12h；

步骤三：将步骤二中所得产物在有机溶剂中充分溶解后，采用溶液浇铸法涂膜，在70～90℃下静置24h后，将膜揭下并将其置于真空烘箱中除去残留的溶剂；然后将该膜样品依次浸入铵化试剂和碱化试剂中各48h，即得具有微相分离结构的结晶型阴离子交换膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤二所述的催化剂为无水四氯化锡、无水氯化锌、无水四氯化钛，所述的功能化试剂为氯甲基甲醚、氯甲基乙醚、1,4-二氯甲氧基丁烷。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤三所述的铵化试剂为三甲胺或三乙胺，所述碱化试剂为NaOH或KOH。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤一、步骤三中所述的有机溶剂为甲苯、二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯，步骤二所述的有机溶剂为四氢呋喃、氯仿、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、N,N-二甲基甲酰胺或四氯化碳。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤一、步骤三中所述的有机溶剂为甲苯、二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯，步骤二所述的有机溶剂为四氢呋喃、氯仿、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、N,N-二甲基甲酰胺或四氯化碳。

6.根据权利要求1或2或5所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤一所述的真空干燥处理温度为50℃，时间为12h；所述的步骤三中的真空烘箱温度为80℃。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤一所述的真空干燥处理温度为50℃，时间为12h；所述的步骤三中的真空烘箱温度为80℃。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤一所述的真空干燥处理温度为50℃，时间为12h；所述的步骤三中的真空烘箱温度为80℃。