[发明专利]一种含氨基的聚芳醚酮砜/阳离子型金属有机框架阴离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池用含氨基的聚芳醚酮砜/阳离子型金属有机框架阴离子交换膜，其特征在于，该阴离子交换膜由含氨基的聚芳醚酮砜和阳离子型D-UiO-66-NH₂构成，其中，聚合物和阳离子型D-UiO-66-NH₂的质量比为1:0.005~0.02。

2.根据权利要求1所述的一种含氨基的聚芳醚酮砜/阳离子型金属有机框架阴离子交换膜，其特征在于，所述的含氨基的聚芳醚酮砜，其制备方法如下：

将双酚单体、4，4-二氟二苯酮、氨基单体加入到三口烧瓶中混合均匀，随后加入成盐剂、带水剂和溶剂到上述三口烧瓶中，搅拌均匀升温反应，带水回流4-6h后放掉带水剂，继续升温反应得到含氨基的聚芳醚酮砜。

3.根据权利要求2所述的一种含氨基的聚芳醚酮砜/阳离子型金属有机框架阴离子交换膜，其特征在于，所述的双酚单体为烯丙基双酚A、烯丙基双酚S中的一种，成盐剂为无水碳酸钾，带水剂为甲苯，所述的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、环丁砜中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种含氨基的聚芳醚酮砜/阳离子型金属有机框架阴离子交换膜，其特征在于，所述的阳离子型D-UiO-66-NH₂，其制备方法如下：

步骤一、将氨基对苯二甲酸、2,5-吡啶二羧酸以及四氯化锆加入到DMF（N，N-二甲基甲酰胺）中，加入乙酸作为矿化剂，室温下搅拌后转移到聚四氟乙烯内衬的反应釜中，加热反应后待反应釜冷却到室温，将所得溶液离心洗涤得到淡黄色固体；

步骤二、在合成前，使用DMF和CHCl₃对所得MOF进行客体交换激活，随后将晶体分别浸泡在DMF和CHCl₃中回流并定期更换新的溶剂, 将活化后的D-UiO-66-NH₂浸入CH₃I/DMF混合溶液中，最后真空加热，所得溶液用DMF洗涤，真空干燥得到阳离子型D-UiO-66-NH₂。

5.根据权利要求1所述的一种含氨基的聚芳醚酮砜/阳离子型金属有机框架阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤一、将含氨基的聚芳醚酮砜配置为含氨基的聚芳醚酮砜溶液；

步骤二、将咪唑单体加入到步骤一所得溶液中搅拌数小时，将阳离子型金属有机框架（D-UiO-66-NH₂）加入到步骤一所得溶液中，制备铸膜液；

步骤三、将步骤二所得铸膜液铺膜得到含氨基的聚芳醚酮砜/阳离子型金属有机框架阴离子交换膜。

6.根据权利要求5所述的一种含氨基的聚芳醚酮砜/阳离子型金属有机框架阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤一种含氨基的聚芳醚酮砜溶液的配制方法为：将聚合物加入到溶剂中，室温下搅拌数小时得到聚芳醚酮砜溶液，其中溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种。

7.根据权利要求5所述的一种含氨基的聚芳醚酮砜/阳离子型金属有机框架阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤二中铸膜液的制备方法为：将咪唑单体加入到聚合物溶液中搅拌至完全溶解，将阳离子型金属有机框架（D-UiO-66-NH₂）加入到聚芳醚酮砜溶液中，超声分散4小时，继续搅拌3天，加入BPO引发剂搅拌溶解得到铸膜液，其中咪唑单体为1-烯丙基咪唑、1-乙烯基咪唑、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑中的一种，BPO为过氧化苯甲酰，阳离子型金属有机框架的添加含量为聚合物质量的0.5%-2%。

8.根据权利要求5所述的一种含氨基的聚芳醚酮砜/阳离子型金属有机框架阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤三中具体方法为：

将铸膜液延流在干净的玻璃板上，在80℃下干燥48小时脱膜，随后泡碱处理24小时，然后用去离子水清洗，得到含氨基的聚芳醚酮砜/阳离子型金属有机框架阴离子交换膜。