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[发明专利]线性季铵侧链芴基聚合物、其制备方法和基于它的高磷酸保留质子交换膜及应用-CN202310717522.2在审
发明人： 郑吉富;李晓锋;李胜海;张所波 -专利权人：中国科学院长春应用化学研究所
申请日： 2023-06-16 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： C08G10/00 文献下载
摘要：线性季铵侧链芴基聚合物、其制备方法和基于它的高磷酸保留质子交换膜及应用。本发明属于燃料电池用高温质子交换膜技术领域。本发明的目的是为了解决现有质子交换膜磷酸流失严重的技术问题。本发明开发了一种具有高效磷酸保留的新型高温质子交换膜，利用多季铵侧链与磷酸分子间形成的强离子对作用使得多季铵侧链对磷酸形成了新的限域作用，进而提高了磷酸掺杂后膜的磷酸保留率。因此，可以适用于中高温和高湿度的工作环境。
线性季铵侧链芴基聚合物制备方法基于磷酸保留质子交换应用

[发明专利]一种含高密度咪唑的交联聚合物及其制备方法和在燃料电池中的应用-CN202310696823.1在审
发明人： 郑吉富;黄磊;张所波;李胜海 -专利权人：中国科学院长春应用化学研究所
申请日： 2023-06-13 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： C08G10/02 文献下载
摘要：一种含高密度咪唑的交联聚合物及其制备方法和在燃料电池中的应用。本发明属于燃料电池用高温质子交换膜技术领域。本发明的目的是为了解决现有高温质子交换膜无法兼顾高质子传导率和高尺寸稳定性的技术问题。本发明以芳香化合物为单体，通过超酸催化的傅‑克羟烷基化反应一步法制备了一种具有高密度咪唑基团的交联膜，含有咪唑基团交联剂的引入提高了交联膜中的咪唑含量。使聚合物膜在尺寸稳定性和磷酸掺杂量之间实现较好的平衡。同时，本发明的方法简化了交联膜的制备过程，有利于实现该交联膜在高温质子交换膜领域的商业化应用。基于本发明上述交联膜的磷酸掺杂杂能够作为高温质子交换膜应用于燃料电池领域，并展现出优异的综合性能。
一种高密度咪唑交联聚合物及其制备方法燃料电池中的应用

[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-CN202210747744.4有效
发明人： 郑吉富;孙曦;张所波;李胜海 -专利权人：中国科学院长春应用化学研究所
申请日： 2022-06-29 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： C08G61/02 文献下载
摘要：本发明提供了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。本发明提供的含膦自具微孔聚合物，结构如式(1)所示，具有较高的玻璃化转变温度，在高温条件下具有稳定的质子传导率，同时，其本征的微孔结构使材料具有优异的透气性，以上两方面高温下优势特性的配合，在传导质子和电子的基础上，构筑稳定的气体传输通道，可作为高温质子交换膜燃料电池的催化剂粘结剂，提高电化学动力学尤其是阴极氧还原反应速率，进而提高燃料电池的综合性能。而且，式(1)聚合物，可溶于极性质子型溶剂以及水和异丙醇的混合溶剂，有利于其在催化剂浆料中的分散，从而也有助于提高电池性能。
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

[发明专利]一种可直接聚合的双磺酸单体及侧链磺酸型聚芳烃及其制备方法以及应用-CN202310368680.1在审
发明人：张所波;王茜;秦国锐;郑吉富;李胜海 -专利权人：中国科学院长春应用化学研究所
申请日： 2023-04-07 - 公布日： 2023-07-11 - 主分类号： C07D311/82 文献下载
摘要：本发明提供了一种可直接聚合的双磺酸单体，具有式I所示结构。本发明提供的双磺酸的芳基单体在超酸的催化下进行傅克羟烷基化聚合反应制备高电导的磺酸型梳状聚芳烃聚合物材料。该单体的合成及聚合的方法反应条件均温和，路线简便，避免使用金属催化，降低环境污染也降低了成本。同时磺化聚芳烃无需后磺化，可通过调控单体比例控制磺化度，避免了磺化过程中的交联和其他副反应的发生。与此同时该方法，采用疏水刚性无醚疏水主链与亲水的双磺酸柔性侧链相结合的设计，更易形成微相分离的微相形貌，对丰富PEMs的种类，并拓展其应用领域具有重要的意义。
一种直接聚合双磺酸单体侧链磺酸型聚芳烃及其制备方法以及应用

[发明专利]主链自聚成孔的磺化聚合物及其制备方法，以及自聚微孔型非氟质子交换膜及其制备方法-CN202310292089.2在审
发明人：张所波;王茜;秦国锐;郑吉富;李胜海 -专利权人：中国科学院长春应用化学研究所
申请日： 2023-03-23 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： C08G61/12 文献下载
摘要：本发明提供了一种主链自聚成孔的磺化聚合物及其制备方法，以及自聚微孔型非氟质子交换膜及其制备方法。本发明提供的主链自聚成孔的磺化聚合物具有式(1)结构。本发明提供的制备方法中，采用9,9‑二甲基氧杂蒽单体和有强吸电子基团的含羰基单体靛红为原料，利用酸催化的聚羟烷基化反应制备刚性固有孔道结构的式(2)聚合物；然后，再利用磺酸单体对该聚合物改性，可实现固定位点进行磺化，且控制一定的磺化度，从而制得相分离形貌良好、高导电且无氟的式(1)所示PEMs材料，其是一种溶解性良好、路线简单且磺化位点可控的含孔道结构的无氟多芳香族PEMs，能够实现高电导、低溶胀的性能表现。
聚成孔磺化聚合物及其制备方法以及微孔型非氟质子交换

[发明专利]一种纳米片的制备方法及在质子交换膜中的应用-CN202310011179.X在审
发明人：陈耀寒;李胜海;郑吉富;张所波 -专利权人：中国科学院长春应用化学研究所
申请日： 2023-01-05 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： C08G73/00 文献下载
摘要：本发明提供一种纳米片的制备方法及在质子交换膜中的应用，属于二维纳米材料制备技术和燃料电池隔膜技术领域。该纳米片通过微相界面处发生的重氮偶联反应制备，通过剧烈搅拌的方式扩大了水油两相间的界面面积，可以大量制备该超薄纳米片。该纳米片与聚苯并咪唑共混直接加工成膜，掺杂磷酸后得到共混型高温质子交换膜，其在160℃下的电导率达到95.0mS cm‑1，远高于聚苯并咪唑该条件下的电导率37.9mS cm‑1；且该共混型高温质子交换膜在80℃，相对湿度40％的条件下其磷酸流失率仅为26.3％，而聚苯并咪唑在同条件下的磷酸流失率为45.9％，说明本发明的超薄纳米片可以有效提升电导率并抑制磷酸的流失。
一种纳米制备方法质子交换中的应用

[发明专利]一种磺化双酚单体及其制备方法和应用-CN202110942434.3有效
发明人： 郑吉富;张所波;代磊 -专利权人：中国科学院长春应用化学研究所
申请日： 2021-08-17 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： C07D209/46 文献下载
摘要：本发明提供了一种磺化双酚单体的制备方法，包括以下步骤：以酚酞和3‑氨基丙烷磺酸为原料，在碱性化合物的催化作用下，进行反应得到磺化双酚单体。本发明采用成本低廉的酚酞和3‑氨基丙烷磺酸作为原料，经一步反应制备得到高纯磺化双酚功能单体，其纯度可达99％，收率可达80％以上，目标产物磺化双酚功能单体可实现公斤级的批次稳定化制备。一方面避免了发烟硫酸、氯磺酸或浓硫酸等强酸媒介的使用。另一方面，只需要采用二氯甲烷洗涤和乙醇重结晶即可得到高纯度磺化双酚单体，克服了传统制备、纯化磺化单体时需要使用大量碱中和以及复杂的多次盐析过程。
一种磺化单体及其制备方法应用

[发明专利]一种纳米片及其制备方法和在共混型全钒液流电池膜中的应用-CN202310011216.7在审
发明人：陈耀寒;李胜海;郑吉富;张所波 -专利权人：中国科学院长春应用化学研究所
申请日： 2023-01-05 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： C08G73/00 文献下载
摘要：本发明提供一种纳米片及其制备方法和在共混型全钒液流电池膜中的应用，属于二维纳米材料制备技术和全钒液流电池隔膜技术领域。本发明利用表面活性剂的辅助作用，使得参与微相界面处重氮偶联反应的水油两相单体可以均匀分布在界面处，从而使得得到的多孔有机聚合物骨架其孔道更为规整；此外，水油两相的界面限域作用会抑制重氮偶联反应在纵向方向上的生长，因而获得具有高比表面积和二维性质的纳米片材料。由于狭窄孔道的限域作用，可以有效抑制钒离子的渗透，提高膜的离子选择性，且因纳米片具有丰富的孔道结构，可以不影响质子的传递，从而使共混型全钒液流电池获得较高的性能。
一种纳米及其制备方法共混型全钒液流电中的应用

[发明专利]一种超支化型共聚物及其制备方法和应用-CN202310107139.5在审
发明人：李晓锋;郑吉富;李胜海;张所波 -专利权人：中国科学院长春应用化学研究所
申请日： 2023-02-13 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： C08G61/12 文献下载
摘要：本发明提供了一种超支化型共聚物，包括式(1)所示的结构单元。本发明提供了一种新型的支化单体，并通过超酸催化聚合反应将其引入制备了无醚键的超支化聚甲基哌啶‑三联苯聚合物，后通过季铵化反应制备了环状季铵型的阴离子交换膜。本发明制备的支化单体具备长烷基链的结构特征，能够有效地提升膜的相分离程度，提高离子电导率；同时由于其高反应活性和柔性，所得的膜具有高机械强度，并且膜的厚度可以调控至8微米(无支撑)。
一种超支共聚物及其制备方法应用

[发明专利]一种含离子液体的固态聚合物电解质及其制备方法-CN202211507296.7在审
发明人：王雪;李胜海;郑吉富;张所波 -专利权人：中国科学院长春应用化学研究所
申请日： 2022-11-29 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： H01M10/0565 文献下载
摘要：本发明提供一种含离子液体的固态聚合物电解质及其制备方法，属于固态聚合物电解质技术领域。该电解质包括交联聚合物基体、锂盐或钠盐及离子液体，所述交联聚合物基体的结构如式(Ⅰ)所示。本发明提供的固态聚合物电解质通过氨基与环氧基固化反应制备，可得到含有不同醚链长度与交联度的固态聚合物电解质，同时固态聚合物电解质中含有大量的氢键，可以降低PEO链段的结晶度，进一步调节固态聚合物电解质的锂离子或钠离子传输性能与机械性能。
一种离子液体固态聚合物电解质及其制备方法

[发明专利]一种原位聚合固态聚合物电解质及其制备方法-CN202211509023.6在审
发明人：王雪;李胜海;郑吉富;张所波 -专利权人：中国科学院长春应用化学研究所
申请日： 2022-11-29 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： H01M10/0565 文献下载
摘要：本发明提供一种原位聚合固态聚合物电解质及其制备方法，属于聚合物电解质技术领域。该电解质包括交联聚合物基体、锂盐或纳盐及添加剂，所述交联聚合物基体的结构如式(Ⅰ)所示。本发明提供的固态聚合物电解质通过氨基与环氧基固化反应制备，可得到含有不同醚链长度与交联度的固态聚合物电解质，同时固态聚合物电解质中含有大量的氢键，可以降低PEO链段的结晶度，进一步调节固态聚合物电解质的锂离子或钠离子传输性能与机械性能。
一种原位聚合固态聚合物电解质及其制备方法

[发明专利]一种含氟磺化芳香聚合物、其制备方法和应用-CN202210756448.0在审
发明人：张所波;关佳雨;郑吉富;李胜海 -专利权人：中国科学院长春应用化学研究所
申请日： 2022-06-30 - 公布日： 2022-09-16 - 主分类号： C08G10/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种含氟磺化芳香聚合物、其制备方法和应用，所述含氟磺化芳香聚合物含三级碳和四级碳，具有式1结构；其中，R1为甲基或苯基，R2为氢或保护基；Ar1为苯基或联苯基，Ar2为至少一个磺酸基取代的苯基。该方法以三氟甲基酮类和磺酸醛类单体为原料，采用Friedel‑crafts型缩聚反应制备含氟磺化芳香共聚物。所得聚合物具有无醚刚性芳基骨架，能赋予聚合物膜良好热稳定性和氧化稳定性。该离子聚合物膜含有亲疏水片段，微相分离良好，溶胀率低，利于应用。该方法条件温和，无需后磺化，可通过调控单体比例控制磺化度；可避免使用金属催化，环保、成本低。所得聚合物主链含三级碳和四级碳，可对三级碳进行后改性。
一种磺化芳香聚合物制备方法应用

[发明专利]一种超支化咪唑共聚物及其制备方法与应用-CN202210748175.5在审
发明人： 郑吉富;李晓锋;李胜海;张所波 -专利权人：中国科学院长春应用化学研究所
申请日： 2022-06-29 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： C08G61/12 文献下载
摘要：本发明涉及一种超支化聚咪唑共聚物及其制备方法与应用，属于阴离子交换膜技术领域。解决了现有技术中，(苯并)咪唑阳离子结构在高温、高湿条件下的溶胀率高(甚至溶于水)，难以在长期使用中保持膜的尺寸稳定性的技术问题。本发明的超支化聚咪唑共聚物，结构单元如式(1)所示，式(1)中，n≥10，0.6≤x≤0.8,0.01≤y≤0.33，且x+y+z＝1。该超支化聚咪唑共聚物不仅解决了咪唑单体难以引入聚合物骨架的问题，同时克服了聚合物在高温高湿条件下尺寸稳定性差的缺点，进而为提高燃料电池的工作温度，提升燃料电池的功率密度提供了前提。
一种超支咪唑共聚物及其制备方法应用

[发明专利]一种嵌段式无醚键聚合物及其制备方法和离子交换膜、燃料电池或液流电池-CN202210749639.4在审
发明人： 郑吉富;李晓锋;张所波;李胜海 -专利权人：中国科学院长春应用化学研究所
申请日： 2022-06-29 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： C08G81/00 文献下载
摘要：本申请提供了一种嵌段式无醚键聚合物及其制备方法和离子交换膜、燃料电池或液流电池，所述嵌段式无醚键聚合物具有式1结构。所述聚合物具有明显亲水‑疏水的微相结构，化学稳定性良好，溶胀性较低，离子电导率较高。本发明提供的聚合物通过超酸催化反应，经过官能化后修饰反应分别得到阴离子/阳离子型聚合物，可以高效、可控地设计嵌段式无醚键聚合物的结构，后接枝反应扩大了该类聚合物的应用范围。
一种段式无醚键聚合物及其制备方法离子交换燃料电池流电

[发明专利]一种聚砜类树脂的制备方法-CN201910027089.3有效
发明人： 郑吉富;李胜海;张所波 -专利权人：中国科学院长春应用化学研究所;山东威高血液净化制品股份有限公司
申请日： 2019-01-11 - 公布日： 2022-06-21 - 主分类号： C08G75/23 文献下载
摘要：本发明提供了一种聚砜类树脂的制备方法，包括以下步骤：a)将双酚单体、成盐剂、复合碱催化剂和双卤单体在溶剂中进行聚合反应，得到聚合物溶液；所述复合碱催化剂含有式(I)或式(II)所示结构；其中，‑R1选自‑CH3或苯基；‑R2选自‑CH3、‑CH2CH3或异丙基；‑R3选自‑CH3、‑CH2CH3；b)将步骤a)得到的聚合物溶液入水固化后粉碎，再依次经水洗、真空干燥和造粒，得到聚砜类树脂。与现有技术相比，本发明提供的制备方法采用特定的复合碱催化剂，使聚合反应在相转移催化体系下进行，从而实现在反应过程中减少(或部分抑制)环状低聚物的生成，以降低其在聚合物溶液中的含量，从而使得到的聚合物溶液无需经额外的有机溶剂纯化即可获得较低环状低聚物含量的聚砜类树脂。
一种聚砜类树脂制备方法

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