[发明专利]具有纳米相分离结构的磺化聚联苯质子交换膜及制备方法

权利要求书

1.一种具有纳米相分离结构的侧链型磺化聚联苯质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述具有纳米相分离结构的侧链型磺化聚联苯质子交换膜的制备方法包括：

以己氧基官能化聚联苯为骨架，将聚苯乙烯磺酸接枝在聚联苯中，得到己氧基和聚苯乙烯磺酸官能化的聚联苯，并利用溶液浇铸法得到所述具有纳米相分离结构的侧链型磺化聚联苯质子交换膜；

所述具有纳米相分离结构的侧链型磺化聚联苯质子交换膜制备方法包括以下步骤：

步骤一，合成聚(3-己氧基-4',5-联苯)-聚(2,5-二甲基-4',4-联苯)即MP-PP；

步骤二，合成溴化聚(3-己氧基-4',5-联苯)-聚(2,5-二甲基-4',4-联苯)即(MP-PP)-xBr(MP-PP)；

步骤三，合成聚(3-己氧基-4',5-联苯)-聚[(2,5-二甲基-4,4'-联苯)-g-聚(苯乙烯磺酸)]即(MP-PP)-x(MP-PP-g-PSSA)；

步骤四，将合成的(MP-PP)-x(MP-PP-g-PSSA)溶于二甲基亚砜DMSO，将溶液置入玻璃培养皿中，将玻璃培养皿放入真空干燥箱内干燥，在玻璃培养皿底部获得一层薄膜即所述具有纳米相分离结构的侧链型磺化聚联苯质子交换膜；

步骤一中，所述合成聚(3-己氧基-4',5-联苯)-聚(2,5-二甲基-4',4-联苯)包括：

将1,3-二溴-5-己氧基苯、1,4-苯二硼酸双频那醇酯和2,5-二溴对二甲苯作为单体，以RuPhos Pd G3为催化剂、磷酸钾为碱、超干四氢呋喃为溶剂，在40℃条件下反应2h，即可得MP-PP；

所述MP-PP结构式为：

步骤二中，所述溴化聚(3-己氧基-4',5-联苯)-聚(2,5-二甲基-4',4-联苯)((MP-PP)-xBr(MP-PP))的合成包括：

将合成的MP-PP与N-溴代丁二酰亚胺(NBS)进行NBS溴化反应，以过氧化二苯甲酰为引发剂，以超干四氯化碳为溶剂，在78℃反应3.5h，得到(MP-PP)-xBr(MP-PP)；

步骤三中，所述合成聚(3-己氧基-4',5-联苯)-聚[(2,5-二甲基-4,4'-联苯)-g-聚(苯乙烯磺酸)]即(MP-PP)-x(MP-PP-g-PSSA)包括：

以得到的(MP-PP)-xBr(MP-PP)为大分子引发剂，纯化后的白色溴化亚铜为催化剂，2,2-联吡啶为配体，超干四氢呋喃为溶剂，苯乙烯磺酸乙酯(SSE)为单体，在80℃下反应24h，得到磺酸侧链长度相同、磺酸侧链含量不同的聚(3-己氧基-4',5-联苯)-聚[(2,5-二甲基-4,4'-联苯)-g-聚(苯乙烯磺酸乙酯)]即(MP-PP)-x(MP-PP-g-PSSE)，将得到的(MP-PP)-x(MP-PP-g-PSSE)在浓盐酸下水解48h，即可得(MP-PP)-x(MP-PP-g-PSSA)。

2.如权利要求1所述具有纳米相分离结构的侧链型磺化聚联苯质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述己氧基和聚苯乙烯磺酸官能化的聚联苯结构式如下：

所述将聚苯乙烯磺酸接枝在聚联苯中包括：聚苯乙烯磺酸在聚联苯骨架中构成纳米相分离结构。

3.如权利要求1所述具有纳米相分离结构的侧链型磺化聚联苯质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述(MP-PP)-xBr(MP-PP)结构式为：

4.如权利要求3所述具有纳米相分离结构的侧链型磺化聚联苯质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述(MP-PP)-x(MP-PP-g-PSSA)结构式为：

5.一种利用如权利要求1-4任意一项所述具有纳米相分离结构的侧链型磺化聚联苯质子交换膜的制备方法制备的具有纳米相分离结构的侧链型磺化聚联苯质子交换膜。