[发明专利]聚苯并咪唑质子交换膜及制备方法和应用

权利要求书

1.一种聚苯并咪唑质子交换膜，其特征在于其结构通式如下：

其聚苯并咪唑质子交换膜的聚合物为均聚物或无规共聚物，n代表聚合度，为10-200的正整数，重均分子量在5000-800000之间，R代表下述结构中的一种或多种：

2.如权利要求1所述的一种聚苯并咪唑质子交换膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在氮气氛围，将五氧化二磷溶解于甲烷磺酸中，制备得到透明PPMA溶剂，其中五氧化二磷与甲烷磺酸的质量比是1:7～1:14；

(2)向步骤(1)的PPMA溶剂中加入R结构的二酸和联苯四胺，加热升温至120-140℃，反应3-8小时，趁热将溶液倒入去离子水中得到丝状聚合物，多次洗涤后加碳酸氢钠将溶液调制中性，过滤并将得到的固体聚合物用水煮沸，过滤、将得到的聚合物烘干；其中反应体系中R结构的二酸单体和联苯四胺在PPMA溶剂中的单体浓度为5-25wt％之间，R结构的二酸单体和联苯四胺的摩尔用量相同；

(3)将烘干的聚合物在25-100℃下溶于极性溶剂中，溶液的浓度控制在2-10wt％，将得到的聚合物溶液直接浇铸于玻璃板或不锈钢板上，用铸膜刀推平,于60-100℃下干燥5-24h成膜，然后于80-150℃下真空干燥1-24h，膜的厚度在10-100μm之间。

3.如权利要求1所述的一种聚苯并咪唑质子交换膜的制备方法，其特征在于极性溶剂为NMP、DMF、DMAc、DMSO中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种聚苯并咪唑质子交换膜的应用，其特征在于包括如下步骤：

(1)将质子交换膜浸入硫酸中10-48h，硫酸溶液的浓度在1-12mol/L之间；

(2)将浸泡过的质子交换膜装于酸性电解液液流储能电池，将膜夹在两个石墨毡电极之间，然后用石墨电极板夹紧，再用有机玻璃板固定，使用蠕动泵使电解液流过膜两侧。

5.如权利要求4所述的一种聚苯并咪唑质子交换膜的应用，其特征在于所述的酸性电解液液流储能电池为全钒液流储能电池、钒溴液流储能电池、钒铈液流储能电池中的一种。