[发明专利]一种聚酮基阴离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种聚酮基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

1)将聚酮树脂溶解在有机溶剂中形成聚酮溶液；其中，所述有机溶剂为六氟异丙醇和二氯甲烷的混合溶剂，六氟异丙醇：二氯甲烷的质量比为1：0.42～1：4；

2)聚酮溶液和二元胺在催化剂的作用下通过Paal-Knorr反应得到前驱体溶液，然后除去催化剂得铸膜液；其中，所述Paal-Knorr反应过程为：在聚酮溶液中加入催化剂和二元胺，于20～40℃下搅拌反应10～15小时，其中，所述催化剂为三乙胺或硝酸铋；

3)铸膜液浇铸形成聚酮基膜；

4)将聚酮基膜通过季铵化处理得到聚酮基阴离子交换膜。

2.根据权利要求1所述的聚酮基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中，六氟异丙醇：二氯甲烷的质量比为1：2.33。

3.根据权利要求1或2所述的聚酮基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述二元胺为1,2-丙二胺、1,4-戊二胺或1-(3-氨基丙基)咪唑。

4.根据权利要求3所述的聚酮基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述二元胺为1,2-丙二胺。

5.根据权利要求1或2所述的聚酮基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述催化剂为硝酸铋。

6.根据权利要求1或2所述的聚酮基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述催化剂的添加量为聚酮树脂中参与反应的1,4-二羰基的1mmol％～5mmol％。

7.根据权利要求6所述的聚酮基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，催化剂的添加量为聚酮树脂中参与反应的1,4-二羰基的2.5mmol％。

8.根据权利要求1或2所述的聚酮基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中，聚酮以其中的1,4-二羰基计，二元胺与聚酮的比例为：二元胺与1,4-二羰基的反应摩尔比为1：8～1：3。

9.根据权利要求3所述的聚酮基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中，聚酮以其中的1,4-二羰基计，二元胺与聚酮的比例为：二元胺与1,4-二羰基的反应摩尔比为1：8～1：3。

10.根据权利要求5所述的聚酮基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中，聚酮以其中的1,4-二羰基计，二元胺与聚酮的比例为：二元胺与1,4-二羰基的反应摩尔比为1：8～1：3。

11.根据权利要求1或2所述的聚酮基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤4)中，将聚酮基膜通过季铵化处理得到聚酮基阴离子交换膜的方法为：

(1)将聚酮基膜清洗烘干后置于甲基化试剂中，反应24～36小时；然后使用乙醇、二氯甲烷或三氯甲烷将膜反复清洗至少3次，然后烘干；

(2)将步骤(1)得到的膜放入碱溶液中浸泡再进行干燥，得到含有氢氧根离子基团的阴离子交换膜，然后干燥得聚酮基阴离子交换膜。

12.根据权利要求11所述的聚酮基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述甲基化试剂为碘甲烷、氯甲烷或溴甲烷。

13.根据权利要求12所述的聚酮基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述甲基化试剂为碘甲烷。

14.根据权利要求11所述的聚酮基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

15.根据权利要求14所述的聚酮基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液。

16.一种聚酮基阴离子交换膜，其特征在于，所述阴离子交换膜采用权利要求1～15任一项所述的制备方法制得。