[发明专利]一种含膦自具微孔聚合物及其制备方法、以及膜电极及高温质子交换膜燃料电池有效
| 申请号： | 202210747744.4 | 申请日： | 2022-06-29 |
| 公开（公告）号： | CN115109231B | 公开（公告）日： | 2023-08-29 |
| 发明（设计）人： | 郑吉富;孙曦;张所波;李胜海 | 申请（专利权）人： | 中国科学院长春应用化学研究所 |
| 主分类号： | C08G61/02 | 分类号： | C08G61/02;H01M4/86;H01M8/1004 |
| 代理公司： | 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 | 代理人： | 豆贝贝 |
| 地址： | 130022 吉*** | 国省代码： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 微孔 聚合物 及其 制备 方法 以及 电极 高温 质子 交换 燃料电池 | ||
1.一种含膦自具微孔聚合物，具有式（1）所示结构：
式（1）；
其中，聚合度x≥0，n为180~1000，（n-x）/n为10%~100%。
2.一种权利要求1所述的含膦自具微孔聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a）式A所示PIM与式B化合物进行取代反应，得到式C中间体；
b）所述式C中间体与酸液混合进行水解反应，形成式（1）所示含膦自具微孔聚合物PIM-4F-PO3H2；
式A； 式B；
式C；
其中，聚合度x≥0，n为180~1000，（n-x）/n为10%~100%。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a）中，所述取代反应的温度为100~200℃。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b）中，所述水解反应的温度为80~120℃。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
a1）式A所示PIM、式B化合物和溶剂混合后，加热进行取代反应；然后降温，沉入水中，得到含式C中间体的反应液；
b1）将所述式C中间体的反应液先固液分离得到式C中间体，再与酸液混合进行水解反应，然后再固液分离，得到式（1）所示含膦自具微孔聚合物PIM-4F-PO3H2。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a1）中：
所述式A所示PIM∶式B化合物的摩尔比为1∶（1~10）；
所述溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮和N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。
7.根据权利要求2或5所述的制备方法，其特征在于，所述酸液为盐酸、硫酸和磷酸中的至少一种；
所述酸液的浓度为0.5~2M。
8.一种膜电极，其特征在于，其中的催化剂层中含有粘结剂树脂；
所述粘结剂树脂为权利要求1所述的含膦自具微孔聚合物或为权利要求2~7中任一项所述的制备方法制得的含膦自具微孔聚合物。
9.一种高温质子交换膜燃料电池，其特征在于，其中的膜电极为权利要求8所述的膜电极。
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