[发明专利]一种无醚共轭芳香主链的自交联阴离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种季铵化无醚共轭芳香聚合物材料的制备方法，其特征在于，包括:

A )惰性气体存在下，还原剂溶解在溶剂中，加入催化剂回流，降温后，加入式（II）结构的化合物，反应，淬灭、萃取、而后与沉淀剂混合，过滤干燥，得到无醚共轭芳香聚合物；所述还原剂为氢化铝锂、锌铜偶、锌粉和镁汞齐中的一种；

所述催化剂为三氯化钛和四氯化钛中的一种；

所述还原剂、催化剂和式（II）结构的化合物的摩尔比为(18～25):(8～15):1；所述步骤A）的沉淀剂为去离子水、甲醇或乙酸乙酯；

式（II）；

Ar选自、 或 ；其中，R₁为 C1~C 12的链状烷基或连接键；

R₂为氯或溴；

B）将无醚共轭芳香聚合物、离子化试剂加入溶剂中混合反应，得到反应溶液；将反应溶液与沉淀剂混合，过滤，洗涤，干燥，得到季铵化无醚共轭芳香聚合物材料；所述离子化试剂为三甲胺、1-甲基咪唑、N-甲基哌啶、DABCO、吡啶和N-甲基哌嗪中的一种；所述无醚共轭芳香聚合物材料和离子化试剂的摩尔比为1:(1～5)；所述步骤B）的沉淀剂为去离子水、乙醚或丙酮。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A）：

所述惰性气体选自氮气、氦气或氩气；

所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃或甲苯；

所述还原剂、催化剂和式（II）结构的化合物总量在溶剂中的w/v为10％～40％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A）所述回流反应的温度为40~70℃，时间为2~5h；

所述反应温度为50～80℃，时间为40～120 h；

淬灭剂为K₂CO₃溶液；所述的K₂CO₃溶液质量浓度为5%～20%；

萃取剂为氯仿；

所述干燥为20～80℃下干燥12～48h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B）所述反应为20～60℃反应20～60h；

所述干燥为20～80℃下干燥20～50h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B）

所述溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种；

所述的无醚共轭芳香聚合物材料在溶剂中的w/v为1％～10％。

6.一种权利要求1~5任意一项所述的制备方法制备的季铵化无醚共轭芳香聚合物材料。

7.一种无醚共轭芳香主链的自交联阴离子交换膜，其特征在于，由包括权利要求6所述的季铵化无醚共轭芳香聚合物材料或权利要求1~5任意一项所述的制备方法制得的季铵化无醚共轭芳香聚合物材料制备得到。

8.一种无醚共轭芳香主链的自交联阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，包括：

将权利要求6所述的季铵化无醚共轭芳香聚合物材料或权利要求1~5任意一项所述的制备方法制得的季铵化无醚共轭芳香聚合物材料溶解于溶剂中，得到铸膜液；加热成膜，浸泡，得到无醚共轭芳香主链的自交联阴离子交换膜。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种；

所述加热为60～105 ℃的加热3～7h；

所述浸泡具体为：浸泡于1mol/L氢氧化钾溶液中24～48h；

所述铸膜液的w/v为2～8％。

10.一种碱性膜燃料电池，其特征在于，包括权利要求7所述的无醚共轭芳香主链的自交联阴离子交换膜或者权利要求8~9任意一项所述的制备方法制备得到的无醚共轭芳香主链的自交联阴离子交换膜。