[发明专利]一种阴离子交换聚合物、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种阴离子交换聚合物，其特征在于，所述的阴离子交换聚合物包括式(1)、式(2)和式(3)所示的结构单元；

其中，所述R₁和R₂各自独立地选自C1-C10链状烷基或C3-C10环烷基；

2.根据权利要求1所述的阴离子交换聚合物，其特征在于，所述的阴离子交换聚合物的数均分子量为1000～100万；

优选地，所述阴离子交换聚合物中式(2)和式(3)结构单元的摩尔分数之和与式(1)结构单元的摩尔分数相同；

优选地，所述R₁和R₂各自独立地选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、环丙基、环丁基、环戊基或环己基中的任意一种；

优选地，所述X^-选自OH^-、Cl^-、Br^-、I^-、F^-、NO₃^-或HCO₃^-中的任意一种，进一步优选为OH^-；

优选地，所述X^-选自OH^-，阴离子交换聚合物的离子交换容量为1.5～3.5mmol/g。

3.一种权利要求1-2任一项所述的阴离子交换聚合物的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：

(Ⅰ)式(2)所示的对三联苯、式(3)所示的间三联苯以及式(1)所示的哌啶酮单体在有机溶剂和催化剂的作用下反应，得到含哌啶叔胺基团的中间聚合物；

(Ⅱ)步骤(Ⅰ)得到的含哌啶叔胺基团的中间聚合物和烷基化试剂在有机溶剂的作用下反应，得到哌啶类阳离子聚合物；

(Ⅲ)将步骤(Ⅱ)得到的哌啶类阳离子聚合物进行阴离子交换，得到所述阴离子交换聚合物。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述哌啶酮单体包括N-甲基-4-哌啶酮、N-乙基-4-哌啶酮、N-丙基-4-哌啶酮或N-异丙基-4-哌啶酮中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述有机溶剂包括二氯甲烷、氯仿、四氯乙烷、甲苯、三氟乙酸或三氟甲磺酸中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述催化剂包括三氟乙酸、甲基磺酸、三氟甲磺酸、五氟丙酸或七氟丁酸中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述反应的温度为0～40℃；

优选地，所述反应的时间为0.5～12h；

优选地，步骤(Ⅰ)还包括：将反应得到的反应物依次进行清洗、分离和干燥；

优选地，所述清洗过程包括将反应物置于碱性溶液中浸泡24～36h；

优选地，所述碱性溶液包括碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸氢钠、氢氧化钠或氢氧化钾中的任意一种或至少两种组合。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(Ⅱ)所述烷基化试剂包括碘甲烷、碘乙烷、碘丙烷、碘丁烷、碘戊烷、碘己烷、溴乙烷、溴丙烷、溴丁烷、溴戊烷、溴己烷、溴代环丙烷、溴代环丁烷、溴代环戊烷或溴代环己烷中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述有机溶剂包括二甲基亚砜、1-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述反应的温度为30～120℃；

优选地，所述反应的时间为3～24h；

优选地，步骤(Ⅲ)中，阴离子交换的温度为40～95℃；

优选地，阴离子交换的时间为4～80h。

6.一种阴离子交换聚合物溶液，其特征在于，所述阴离子交换聚合物溶液的溶质为权利要求1或2所述的阴离子交换聚合物；

所述阴离子交换聚合物溶液的溶剂为二甲基亚砜、1-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、丙三醇或水中的任意一种或至少两种的组合。