[发明专利]一种基于聚芴的侧链型阴离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种基于聚芴的侧链型阴离子交换膜，其特征在于，所述基于聚芴的侧链型阴离子交换膜的结构式如下所示：

其中，n为聚合度，是整数且不为0；x为1～12的整数；y为2～12的整数；R为季铵、螺环季铵、咪唑鎓、哌啶鎓、吡啶鎓、吡咯鎓阳离子。

2.一种基于聚芴的侧链型阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体步骤如下：

(1)9,9-二溴烷基-2,7-二溴芴单体的制备；

(2)端基为硼氧烷的芴基单体的制备；

(3)芴基聚合物的制备；

(4)聚芴的侧链型阴离子交换膜的制备。

3.如权利要求2所述的基于聚芴的侧链型阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)将2,7-二溴芴和1,x-二溴烷烃溶解于四氢呋喃中，以四丁基溴化铵(TBAB)为相转移剂，50wt％的NaOH为碱源，氮气保护下，60～100℃下搅拌反应24～36小时，将所得的粗产物以二氯甲烷萃取，取有机层进行干燥，随后进行柱层析分离提纯，得到目标9,9-二溴烷基-2,7-二溴芴单体。

4.如权利要求2所述的基于聚芴的侧链型阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)将步骤(1)中合成的9,9-二溴烷基-2,7-二溴芴单体与过量的双(频哪醇和)二硼搅拌溶解于甲苯中，以醋酸钾为碱源，以[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯二氯甲烷络合物(PdCl₂(dppf))为催化剂，氮气保护下，80～100℃下搅拌反应36～48小时，将所得溶液以二氯甲烷萃取，取有机层进行干燥，随后将粗产物柱层析分离提纯，得到目标产物。

5.如权利要求2所述的基于聚芴的侧链型阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)将步骤(2)中合成出的芴基单体和二溴苯烷烃搅拌溶解于甲苯中，以四(三苯基膦钯)(Pd(pph₃)₄)为催化剂，2M K₂CO₃为碱源，通过Suzuki偶联反应，氮气保护下，80～100℃下搅拌反应48～120小时，反应结束后，将反应液倒入乙醇/盐酸混合溶液中沉淀清洗，再以去离子水将聚合物洗至中性，干燥，最后将干燥后的粗产物装入索氏提取器中，以二氯甲烷进行提纯。最终得到目标芴基聚合物。

6.如权利要求2所述的基于聚芴的侧链型阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)将步骤(3)中制备的芴基聚合物溶解于N-甲基吡咯烷酮中，加入2倍摩尔质量的三甲胺或1,2-二甲基咪唑，N-甲基哌啶，N-甲基吡咯烷在60～80℃下搅拌反应24小时，进行季铵化，反应结束后将反应液倒入洁净的聚四氟乙烯模具内，80℃下真空干燥成膜，得到相应的卤素型聚合物电解质膜，将该类电解质膜浸泡于碱性溶液中进行离子交换，得到聚芴的侧链型阴离子交换膜阴离子交换膜。

7.如权利要求1所述的基于聚芴的侧链型阴离子交换膜的应用，其特征在于，所述基于聚芴的侧链型阴离子交换膜应用于燃料电池，液流电池，电解，电渗析或分离膜。