[发明专利]一种基于聚芴的质子交换膜的制备

摘要

本发明的目的是提供一种性能优良的质子交换膜及其制备方法。以芳环为聚合物主链，采用先制备功能单体再进行聚合的方法，避免了传统磺化聚合物制备过程中复杂的后磺化过程，克服了传统的磺化聚合物制备过程中难精确控制磺化位置和程度的缺陷，制备过程相对简单安全。制得的质子交换膜可以应用在直接甲醇燃料电池领域。

主权项

1.一种基于聚芴的质子交换膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：(1)制备含有芴结构单元的功能单体在含有四氢呋喃的反应器中加入2,7‑二溴芴、4‑羟基苯硼酸、碳酸钾水溶液和催化剂，氮气保护下，密封、回流反应，反应结束后经过分离得到2,7‑二(4’‑苯酚)芴；将2,7‑二(4’‑苯酚)芴、四丁基溴化铵和50％的KOH溶液溶解于DMSO中，再加适量2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸，氮气保护下，密封、回流反应，经过分离、提纯得到含有芴结构单元的功能单体；(2)制备基于聚芴的聚合物：在含有高沸点的极性溶剂的反应器中加入含有步骤(1)制备的含芴结构的功能单体、含有Ar结构的单体、甲苯、固体碱，密封、回流反应，反应结束后经过沉淀、洗涤、干燥后得到基于聚芴的聚合物；(3)成膜：将步骤(2)中制得的基于聚芴的聚合物溶解在高沸点的极性溶剂中，通过溶液浇铸的方法制备质子交换膜；其中，制备的基于聚芴的质子交换膜的化学结构如下：其中n为聚合度，n为整数且不为0，Ar选自下列结构中的一种或几种：