[发明专利]一种力学性能优异的阴离子交换膜材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种力学性能优异的阴离子交换膜材料，其特征在于：为如式(1)所示的含有酰胺键结构基元的阴离子交换膜材料：

式(1)中：R¹、R²各自独立地选自碳原子数为1～16的脂肪族取代基、或碳原子数为6～24的芳香族取代基；R³为H、或碳原子数为1～10的脂肪族取代基、或碳原子数为6～24的芳香族取代基；m为1-5之间的整数；X为阴离子，选自Cl、Br中的至少一种；

式(1)中的聚合物骨架的结构如式(2)、式(3)、式(4)、式(5)或式(6)所示：

式(2)中：x＝0.01～0.99；n是介于10至1000之间的整数；

式(3)中：h1、i1、j1、k1各自独立的选自0或1，且1≤h1+i1+j1+k1≤4；x＝0.01～0.99；n是介于10至1000之间的整数；R选自如下结构中的一种或多种：

式(4)中：h2、i2、j2、k2各自独立的选自0或1，且1≤h2+i2+j2+k2≤4；x＝0.01～0.99；n是介于10至1000之间的整数；R选自如下结构中的一种或多种：

式(5)中：h3、i3各自独立的选自0或1，且1≤h3+i3≤2；x＝0.01～0.99；n是介于10至1000之间的整数；R选自如下结构中的一种或多种：

式(6)中：x＝0.01～0.99；n是介于10至1000之间的整数。

2.如权利要求1所述的力学性能优异的阴离子交换膜材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：

将卤甲基化的聚合物溶解在有机溶剂中，按照卤甲基化的聚合物中所含卤甲基摩尔量的1～10倍加入含酰胺键结构基元的叔胺化合物，在0～60℃下反应1～48h；反应结束后，在沉淀剂中沉淀析出，分离、洗涤、干燥后，即得到含有酰胺键结构基元的阴离子交换膜材料。

3.如权利要求2所述的阴离子交换膜材料的制备方法，其特征在于：

所述卤甲基化的聚合物的结构通式如式(7)、式(8)、式(9)、式(10)或式(11)所示：

式(7)中：x＝0.01～0.99；n是介于10至1000之间的整数；Y为Cl或Br；

式(8)中：h1、i1、j1、k1各自独立的选自0或1，且1≤h1+i1+j1+k1≤4；x＝0.01～0.99；n是介于10至1000之间的整数；Y为Cl或Br；R选自如下结构中的一种或多种：

式(9)中：h2、i2、j2、k2各自独立的选自0或1，且1≤h2+i2+j2+k2≤4；x＝0.01～0.99；n是介于10至1000之间的整数；Y为Cl或Br；R选自如下结构中的一种或多种：

式(10)中：h3、i3各自独立的选自0或1，且1≤h3+i3≤2；x＝0.01～0.99；n是介于10至1000之间的整数；Y为Cl或Br；R选自如下结构中的一种或多种：

式(11)中：x＝0.01～0.99；n是介于10至1000之间的整数；Y为Cl或Br；

所述含酰胺键结构基元的叔胺化合物的结构通式如式(12)所示：

式(12)中：R¹、R²各自独立地选自碳原子数为1～16的脂肪族取代基、或碳原子数为6～24的芳香族取代基；R³为H、或碳原子数为1～10的脂肪族取代基、或碳原子数为6～24的芳香族取代基；m为1-5之间的整数；

所述的有机溶剂为极性非质子溶剂；

所述的沉淀剂选自水、甲醇、乙醇、丙酮或乙醚中的至少一种。

4.一种基于权利要求1所述的阴离子交换膜材料的阴离子交换膜的制备方法，其特征在于：

将含有酰胺键结构基元的阴离子交换膜材料溶解在有机溶剂中，获得基于含有酰胺键结构基元的阴离子交换膜材料的溶液；将得到的溶液在基体或增强织物上涂膜，去除溶剂后，即得含有酰胺键结构基元的阴离子交换膜。