[发明专利]含有膦酸基团及其盐的聚合物以及其制备方法和应用

权利要求书

1.含有膦酸及其盐的新型聚合物，其结构如式（I）和（II）所示：

（I）

（I）：Y=氧或硫；0<m≦1，0≦n<1，且m+n=1；Ｍ＝H，Li，Na，Ｋ，Cs；ＮＨＲ_１Ｒ_２Ｒ_３；Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_３＝H，或Ｃ1-3烷基；

；

；

（II）

（II）：Y=氧或硫；0<m, n, q, r<1，m+q=n+r，且m+n+q+r=1；Ｍ＝H，Li，Na，Ｋ，Cs；ＮＨＲ_１Ｒ_２Ｒ_３；Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_３＝H，或Ｃ1-3烷基；Ar₁和Ar₃同式（I）中Ar₁，但互不相同；Ar₂同式（I）中Ar₂。

2.权利要求1所述含有膦酸基团聚合物的制备方法，其特征在于按如下的步骤进行：

将含有膦酸酯的聚合物溶解于二甲亚砜溶剂中，按一定的体积比例，加入6M盐酸，加热回流反应一定时间，将反应混合物倾入去离子水中，得到的固体再用去离子水洗涤三次，真空干燥，得到淡黄色固体为含有膦酸基团的聚合物（I_H）；（式（I）中M=H）和（II_H）（式（II）中M=H）；

所述的含有膦酸酯的聚合物的结构如式（III）和（IV）所示：

（III）

（III）：Y=氧或硫；0<m≦1，0≦n<1，且m+n=1；Ar₁，Ar₂同式（I）

（IV）

（IV）：Y=氧或硫；0<m, n, q, r<1，m+q=n+r，且m+n+q+r=1； Ar₁，Ar₂，Ar₃同式（II）

所述的二甲亚砜与盐酸的比例为1:2-6，反应时间为8-24小时。

3.权利要求1所述含有膦酸盐聚合物的制备方法，其特征在于按如下的步骤进行：

将权利要求2所述制备的含有膦酸基团的聚合物（I_H）溶于N,N-二甲基乙酰胺中（浓度为20%），将此溶液倾入0.5Ｍ碱溶液中，室温侵泡过夜，得到的固体再用去离子水洗涤三次，经真空干燥得到含有膦酸盐的聚合物(I_S) （式（I）中M≠H）和(II_S) （式（I）中M≠H）；

所述的碱溶液为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、胺（NR₁R₂R₃，R₁，R₂，R₃=H或C1-3烷基）的水溶液。

4.权利要求1所述含有膦酸及其盐的新型聚合物在制备质子交换膜燃料电池及反渗透、纳滤水处理膜方面的应用。