[发明专利]氮杂螺环阳离子负载型聚联苯碱性膜及其制备方法

权利要求书

1.一种氮杂螺环阳离子负载型聚联苯碱性膜，其特征在于，所述的氮杂螺环阳离子负载型聚联苯碱性膜主链上含有聚联苯与氮杂螺环阳离子；

所述氮杂螺环阳离子负载型聚联苯碱性膜的制备步骤如下：

(1)聚联苯哌啶的制备

取一定量的联苯，溶于二氯甲烷中，加入足量的哌啶酮原料，混合均匀后，滴加足量的三氟甲磺酸与三氟乙酸10：3比例的混合液，进行缩合反应；反应结束后，将聚合物溶液在强碱的水溶液中沉淀，除去多余的酸与未反应完全的原料，抽滤，烘干，得到白色的固体样品，得到的聚联苯哌啶聚合物；为聚二联苯哌啶或聚三联苯哌啶；

(2)氮杂螺环阳离子负载型聚联苯的制备

将步骤(1)制备的聚联苯哌啶聚合物溶解在有机溶剂中，待聚合物完全溶解后，滴加过量的1,5-二溴戊烷，进行两步连续的季铵化反应，成功实现关环；反应充分后，将溶液旋干，得到粗品氮杂螺环阳离子负载型聚联苯固体；通过乙酸乙酯对氮杂螺环阳离子负载型聚联苯进行洗涤，洗去多余的1,5-二溴戊烷，抽滤，烘干，得到纯的氮杂螺环阳离子负载型聚联苯聚合物；

(3)离子交换制备碱性膜

将步骤(2)所得氮杂螺环阳离子负载型聚联苯聚合物溶解在二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中，配成一定浓度的铸膜液，随后，将铸膜液倒在超平的玻璃板上，烘干溶剂，流延成膜，最后，将得到的膜在碱液中浸泡，得到相应的氮杂螺环阳离子负载型聚联苯碱性膜。

2.如权利要求1所述的氮杂螺环阳离子负载型聚联苯碱性膜，其特征在于，所述的氮杂螺环阳离子负载型聚联苯碱性膜的分子量在5-70万之间。

3.如权利要求1所述的氮杂螺环阳离子负载型聚联苯碱性膜，其特征在于，所述的氮杂螺环阳离子为氮杂螺环季铵阳离子。

4.如权利要求3所述的氮杂螺环阳离子负载型聚联苯碱性膜，其特征在于，所述的氮杂螺环季铵阳离子为6-氮杂螺[5.5]十一烷季铵阳离子。

5.如权利要求1所述的氮杂螺环阳离子负载型聚联苯碱性膜，其特征在于，所述步骤(1)所述聚联苯为聚二联苯或聚三联苯；所述步骤(3)所述氮杂螺环阳离子负载型聚联苯碱性膜为氮杂螺环阳离子负载型聚二联苯碱性膜或氮杂螺环阳离子负载型聚三联苯碱性膜。

6.如权利要求1所述的氮杂螺环阳离子负载型聚联苯碱性膜，其特征在于，所述步骤(1)所述的哌啶酮原料为4-哌啶酮、4-哌啶酮盐酸盐水合物、3-哌啶酮或3-哌啶酮盐酸盐水合物。

7.如权利要求1所述的氮杂螺环阳离子负载型聚联苯碱性膜，其特征在于，所述步骤(2)中所述有机溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮或三氯甲烷。

8.如权利要求1所述的氮杂螺环阳离子负载型聚联苯碱性膜，其特征在于，所述步骤(3)中所述氮杂螺环阳离子负载型聚联苯碱性膜中，氮杂螺环阳离子负载型聚联苯的降解温度350℃。