[发明专利]一种多羟基功能化聚苯并咪唑离子交换膜及制备方法

权利要求书

1.一种多羟基功能化聚苯并咪唑离子交换膜，其特征在于，所述的多羟基功能化聚苯并咪唑离子交换膜的结构式如下：

其中x＝1～200，表示取代度％。

2.一种多羟基功能化聚苯并咪唑离子交换膜的制备方法，其特征在于，合成路线如下：

(1)氯丁基功能化聚苯并咪唑的合成

在氮气气氛和搅拌条件下，向聚苯并咪唑PBI中加入溶剂A使其充分溶解；待溶解完全后，添加氢化钠，在室温下搅拌24小时；再将反应混合物冷却至0℃，并迅速加入1-溴-4-氯丁烷，待反应12小时后，在剧烈搅拌下将混合物用过量的析出剂B进行沉淀；将所得沉淀物用洗涤剂C洗涤数次，干燥，得到氯丁基功能化聚苯并咪唑CPBI-x，其中，干燥条件具体为：温度为室温，真空干燥，时间为12小时以上；

所述的溶剂A为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺；

所述析出剂B为冰水；

所述洗涤剂C为冰水、去离子水和乙醇；

所述的PBI重复单元与氢化钠的摩尔比为1:0.1～2；

所述的PBI重复单元与1-溴-4-氯丁烷的摩尔比为1:0.1～10；

所述的PBI与溶剂A的w/v为1～5％；

(2)多羟基功能化聚苯并咪唑的合成

在室温和搅拌条件下，向CPBI-x中加入溶剂D溶解；再加入葡甲胺NMG持续搅拌0.5小时；然后将混合物溶液依次在40、50、60、80和100℃条件下各搅拌反应24小时；将得到的反应液用去离子水进行沉淀，并用大量去离子水洗涤数次以除去未反应的葡甲胺，干燥，得到多羟基功能化聚苯并咪唑CPBI-x-NMG，其中，干燥条件具体为：温度为30～60℃，真空干燥，时间为12小时以上；

所述溶剂D为N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺；

所述的CPBI-x与溶剂D的w/v为2～10％；

所述的CPBI-x与NMG的摩尔比为1:3～10；

(3)多羟基功能化聚苯并咪唑离子交换膜的制备

将CPBI-x-NMG聚合物溶解在溶剂E中形成透明溶液，随后将所得溶液浇铸在干净的玻璃板上，并干燥成膜，浇铸成膜的干燥温度为50～80℃，时间为12～72小时；将膜浸泡于1mol/L稀硫酸溶液中24～48小时，然后用去离子水浸泡并洗涤至中性，即得到多羟基功能化聚苯并咪唑离子交换膜，厚度为30～40微米；

所述溶剂E为N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺；

所述的CPBI-x-NMG与溶剂E的w/v为1～5％；

所述的w/v为g/100mL。