[发明专利]一种包含占吨结构的阴离子交换膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种包含占吨结构的阴离子交换膜，其特征在于是如式(Ⅰ)所示的含季铵盐侧基和 占吨结构的聚芳醚化合物：

其中x和y代表聚合度，x为1～200，y为0～200且x/(x+y)×100％＝5％～100％，y/(x+ y)×100％＝0％～95％，聚合物的相对分子量为10000～100000，R₁为氢原子；

所述的各自独立选自式(1)～式(2)中的任意一种：

所述的选自下式(3)～式(4)中的任意一种：

T为甲基或季铵盐基团。

2.一种包含占吨结构的阴离子交换膜，其特征在于是如式(Ⅰ)所示的含季铵盐侧基和 占吨结构的聚芳醚化合物：

其中x和y代表聚合度，x为1～200，y为0～200且x/(x+y)*100％＝5～100，y/(x+y)* 100％＝0～95，聚合物的相对分子量为10000～100000，R₁为甲基或季铵盐基团；

所述的各自独立选自式(1)～式(2)中的任意一种：

所述的选自下式(5)～式(10)中的任意一种：

3.如权利要求1或2所述的一种包含占吨结构的阴离子交换膜，其特征在于R₁和T为季铵 盐基团时，可为如下几种取代基中的任意一种：

其中X为任意带负一价电荷的阴离子。

4.一种包含占吨结构的阴离子交换膜的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤(1)、在装有分水器，温度计，机械搅拌器和氮气进出口的反应容器中，加入含占吨 结构的芳香双酚单体，芳香二卤代单体Ar₁和催化剂，并加入脱水剂和极性非质子溶剂p，先 升温至140℃脱水3h，后升温至150～210℃反应3～20h，倒入乙醇中沉淀，后用乙醇和去离 子水的溶液反复洗涤3次，80℃下真空干燥48h得到聚芳醚化合物树脂XanPAES；

步骤(2)、将步骤(1)中制备的聚芳醚化合物XanPAES溶解在一定质量的氯烷烃类溶剂 中，然后加入适量的溴化剂和引发剂，在一定温度下进行溴化反应5～8h，倒入乙醇中沉淀， 然后用乙醇反复洗涤3次，60℃真空干燥得到溴化产物B-XanPAES；

步骤(3)、将步骤(2)中所述溴化产物B-XanPAES溶于极性非质子溶剂q后，加入季铵化 试剂，50℃下过夜反应24h，得到季铵化产物；

步骤(4)、将得到的季铵化产物涂敷在事先调水平的干净玻璃板上面，50℃下干燥24h 以使溶剂挥发完全，将膜从玻璃板上面揭下，得到所述含季铵盐侧基和占吨结构的阴离子 交换膜Q-XanPAES。

5.如权利要求4所述的一种包含占吨结构的阴离子交换膜的制备方法，其特征在于：

步骤(1)所述的含占吨结构的芳香双酚单体，芳香二卤代单体Ar₁和催化剂的摩尔比为 1：1：(2.5～50)；

步骤(1)所述的带水剂与极性非质子溶剂p的体积比为(0.4～1.5):1；

步骤(2)所述的聚芳醚化合物XanPAES、氯烷烃类溶剂、溴化剂与引发剂的质量比为1： (24.70～31.90)：(1.27～2.0304)：(0.0583～0.1033)；

步骤(3)所述的溴化产物B-XanPAES、极性非质子溶剂q与季铵化试剂的质量比为1：9： (0.16～10)。

6.如权利要求4所述的一种包含占吨结构的阴离子交换膜的制备方法，其特征在于步 骤(1)还可以加入芳香双酚单体Ar₂和芳香二卤代单体Ar₃；所述的含占吨结构的芳香双酚单 体，芳香二卤代单体Ar₁，芳香双酚单体Ar₂，芳香二卤代单体Ar₃和催化剂的摩尔比为1：1： (0.01～19)：(0.01～19)：(2.5～50)。