[发明专利]一种侧链含卟啉水解离催化基团单片型聚芳醚酮双极膜制备方法

权利要求书

1.一种侧链含卟啉水解离催化基团单片型聚芳醚酮双极膜的制备方法，其特征是：

（1）将溴甲基化的聚芳醚酮溶于有机溶剂Ⅰ中，溶解后通氮气除氧，升温至一定温度，以溴甲化聚芳醚酮取代基中溴甲基1摩尔计，加入20～100摩尔含环氧基团取代基单体、1摩尔CuBr和2摩尔联吡啶到反应体系中，在氮气保护条件下，恒温反应5～40h后，将反应液倾入水中，沉淀出聚芳醚酮接枝聚合物，聚合物放入活水中浸泡24h，除去铜离子、联吡啶和未反应含环氧基团取代基单体，过滤烘干，制得聚芳醚酮接枝含环氧基团侧链共聚物基膜材料；

（2）将聚芳醚酮接枝含环氧基团侧链共聚物溶解于有机溶剂Ⅱ中，待接枝共聚物充分溶解后，以共聚物中环氧基团1摩尔计， 加入0.2～1. 2摩尔含羟基取代基卟啉、0.2～1. 2NaHCO₃，在氮气保护下升温至60～110℃，恒温反应 3～8 h；反应结束后，立即用冰水浴将体系冷却至室温，用蒸馏水和甲醇的混合液为沉淀剂，沉淀出聚合物沉淀物，并用混合溶液冲洗多次，真空干燥即得聚芳醚酮接枝侧链键合有卟啉的聚合物；

（3）将聚芳醚酮接枝含环氧基团侧链共聚物和聚芳醚酮接枝侧链键合有卟啉的聚合物按10：0.1～1. 0质量比投入NMP溶剂中，待聚合物完全溶解后，流延在洁净的玻璃板上，烘干制备含有卟啉侧链的聚芳醚酮基膜；

（4）含有卟啉侧链的聚芳醚酮基膜的双面分别引入阴、阳离子基团：将基膜一面朝下，漂浮于反应器Ⅰ中的磺化反应液的液面之上，通入氮气以排除反应器内的空气，然后密封，恒温水浴锅中进行磺化反应，使含有卟啉侧链的聚芳醚酮分子链中的环氧基团开环引入磺酸基团，磺化反应结束后，去离子水洗涤，移入反应器Ⅱ进行胺化反应；

（5）将步骤（4）得到的已经磺化的含有卟啉侧链的聚芳醚酮基膜另一面朝下，浸泡在反应器Ⅱ中的胺化反应液内，通入氮气以排除反应器内的空气，然后密封，恒温水浴锅中进行胺化反应，使聚芳醚酮膜中的环氧基团开环引入胺基基团，胺化反应结束后，去离子水洗涤，除去基底膜中残余阴面反应溶液，移入反应器Ⅲ进行季铵化反应；

（6）将步骤（5）得到的基膜阴极面朝下，浸泡于装有季铵反应液的反应器Ⅲ中，通入氮气以排除反应器内的空气，然后密封，恒温水浴锅中进行季铵反应，反应结束后，去离子水洗涤除去基膜中残余的季铵反应液，干燥，得到含卟啉水解离催化基团单片型聚芳醚酮双极膜。

2.根据权利要求1 所述的一种侧链含卟啉水解离催化基团单片型聚芳醚酮双极膜的制备方法，其特征在于在步骤（1）中：

所述溴甲基化的聚芳醚酮甲基溴化率在3～60.0%；

所述含环氧基团取代基单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、乙烯基苯基缩水甘油醚、4-乙烯苄基缩水甘油醚、含有环氧基团乙烯单体中的任意一种；

所述的有机溶剂Ⅰ为N，N- 二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N，N- 二甲基甲酰胺中的任意一种或两种任意比例的组合。

3.根据权利要求1 所述的一种侧链含卟啉水解离催化基团单片型聚芳醚酮双极膜的制备方法，其特征在于在步骤（2）中：

所述的含羟基取代基卟啉为5-(4-羟基苯基)-卟啉、5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉、5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三(4-硝基苯基)卟啉、5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三(4-氯苯基)卟啉、5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三(4-烷基苯基)卟啉、5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三(4-烷氧基苯基)卟啉、含羟基碱土金属卟啉和含羟基过渡金属卟啉的任意一种；含羟基过渡金属卟啉中过渡金属为 Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn中任意一种；

所述的有机溶剂Ⅱ为N，N- 二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或两种任意比例的组合。