[发明专利]一种三甲胺功能化聚芳基吲哚阴离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种三甲胺功能化聚芳基吲哚阴离子交换膜，其特征在于，所述的三甲胺功能化聚芳基吲哚阴离子交换膜结构如下：

其中，x＝0.01～1，表示功能化程度；y＝0～0.99；

R为1,2-环氧丙烷，1,2-环氧丁烷，1,2-环氧戊烷，1,2-环氧庚烷，1,2-二甲基丁炔酯，1,2-环氧十六烷，1,2-环氧二十烷，环氧丙基甲基醚，乙基缩水甘油醚或正丁基缩水甘油醚。

2.一种三甲胺功能化聚芳基吲哚阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)聚芳基吲哚聚合物的合成

在惰性气体保护下，将2,3-吲哚二酮与联苯溶于溶剂A和溶剂B混合溶剂中，在冰浴环境下慢速加入催化剂C，然后逐渐升温至室温，升温时间0.5～2h；当反应变为高度黏稠液体时倾倒入析出剂D，过滤，干燥，得到粗产品；再将粗产品溶于溶剂E中，完全溶解后倾倒入析出剂D，过滤，干燥，得到纯化的聚芳基吲哚聚合物；

所述的溶剂A为二氯甲烷；

所述的溶剂B为三氟乙酸；

所述的溶剂A与溶剂B的体积比为0.01～0.33；

所述的2,3-吲哚二酮与联苯的摩尔比为1～1.1：1；

所述的2,3-吲哚二酮和联苯的总质量在溶剂A和溶剂B混合溶剂中的w/v为40～80％；

所述的催化剂C为三氟甲磺酸；

所述的2,3-吲哚二酮和联苯的总质量与催化剂C的体积w/v为30～50％；

所述的析出剂D为甲醇和/或乙醇；

所述的溶剂E为二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮；

所述的粗产品在溶剂E中的w/v为5～20％；

(2)三甲胺功能化聚芳基吲哚阴离子交换膜的制备：

将聚芳基吲哚聚合物溶于溶剂F中，再分别加入试剂G和试剂R，80℃下反应24h以上，将反应溶液冷却至室温后倾倒至析出剂H析出产物，过滤、用洗涤剂I洗涤三次以上、干燥得到产品；再将产物溶于溶剂J中制备铸膜液后浇铸成膜；将膜浸泡于1molL^-1氢氧化钠溶液中24～48h，用去离子水浸泡并洗涤至中性，即制得三甲胺功能化聚芳基吲哚阴离子交换膜；

所述的溶剂F为二甲基亚砜；

所述的聚芳基吲哚聚合物溶于溶剂F中的w/v为2.5～5％；

所述的试剂G为1,2-环氧丙基氯化铵；

所述的R为1,2-环氧丙烷，1,2-环氧丁烷，1,2-环氧戊烷，1,2-环氧庚烷，1,2-二甲基丁炔酯，1,2-环氧十六烷，1,2-环氧二十烷，环氧丙基甲基醚，乙基缩水甘油醚或正丁基缩水甘油醚；

所述的析出剂H为丙酮；

所述的洗涤剂I为甲醇和乙醇的一种或者混合；

所述的溶剂J为二甲基亚砜；

所述的铸膜液w/v为2％～10％；

所述的浇铸成膜法的烘干温度为50～80℃，时间为12～72h。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的干燥条件：温度为40～100℃，真空干燥，时间为12h以上。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的干燥条件：温度为20～40℃，真空干燥，时间为12h以上。