[发明专利]质子导电膜及其应用

权利要求书

1.一种基于聚唑的质子导电聚合物膜的制备方法，包括下列步骤：

A)将聚唑聚合物溶于多磷酸；

B)在惰性气体下，将步骤A)所述的所得溶液加热至高达400℃的温度；

C)使用步骤B)的聚唑聚合物溶液在载体上形成膜；和

D)在有水分存在的情况下，将步骤C)所形成的膜在一定温度下通过使多磷酸部分水解来进行处理足够长的时间，直至膜可以自承，这样它能无损伤地从载体上脱离。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤A)使用的多磷酸的以P₂O₅酸量滴定计算的分析值为至少85％。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤A)中制备聚合物的分散体/悬浮液，而不是溶液。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤A)中所使用的聚合物包括下式(I)和/或(II)的重复唑单元：

其中：

Ar是相同的或不同的，分别为具有一个或多个环的四价芳基或杂芳基；

Ar¹是相同的或不同的，分别为具有一个或多个环的二价芳基或杂芳基；

Ar²是相同的或不同的，分别为具有一个或多个环的二价芳基或杂芳基；

X是相同的或不同的，分别为氧、硫或具有氢原子的氨基、具有1-20个碳原子的基团。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于X分别为支链或无支链的烷基或烷氧基，或作为其它基团的芳基。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤A)中所使用的聚合物选自聚苯并咪唑、聚吡啶、聚嘧啶、聚咪唑、聚苯并噻唑、聚苯并唑、聚二唑、聚喹喔啉、聚噻二唑和聚四氮芘的一种或多种。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤A)中所使用的聚合物包括具有下式的一个或多个重复苯并咪唑单元：

其中n为大于或等于10的整数。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于n为大于或等于100的整数。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤B)之后和步骤C)之前通过加入磷酸来调节粘度。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于在有水分或水、稀磷酸和/或水蒸汽存在的情况下，在＞0℃～150℃温度下，实施步骤D)中膜处理。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于10℃～120℃的温度下，实施步骤D)中膜处理。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于在室温20℃～90℃的温度下，实施步骤D)中膜处理。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤D)中膜处理的时间为10秒至300小时。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于步骤D)中膜处理的时间为1分钟至200小时。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤D)处理后，通过红外或近红外作用交联膜。

16.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤C)中选择电极作为载体。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤C)中所形成的膜的厚度为20至2000μm。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于所述膜的厚度为30至1500μm。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于所述膜的厚度为50至1200μm。

20.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤D)中所形成的膜的厚度为15至400μm，且所述膜是自承的。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于在步骤D)中所形成的膜的厚度为20至200μm，且所述膜是自承的。