[发明专利]燃料电池用交联型含氨基磺化聚芴醚砜腈质子交换膜材料、制备方法及其应用

摘要

燃料电池用交联型含氨基磺化聚芴醚砜腈质子交换膜材料、制备方法及其应用，属于质子交换膜技术领域。其是以2,6‑二氟苯腈、3,3′‑二磺酸钠基‑4,4′‑二氯二苯砜、双酚单体和4‑氨基苯基对苯二酚为原料，通过亲核缩聚反应制得含氨基磺化聚芴醚腈聚合物，然后经过酸化得到含氨基磺化聚芴醚砜腈材料，再配置为成膜液后采用流延法延流成膜，得到质子交换膜。本发明制备方法简单，生产周期短，制备的质子交换膜具有高的质子传导性和良好的稳定性。本发明中所制备的一系列膜在直接甲醇燃料电池领域有广阔的发展前景。

主权项

1.一种燃料电池用交联型含氨基磺化聚芴醚砜腈质子交换膜材料，其结构式如下所示：其中，Ar为下述化合物中任一种；m、n、p、q为重复单元数，m、n、p、q为≥1的整数；且该质子交换膜材料由如下方法制备得到：氮气保护下，在装有机械搅拌、进气管、带水器和冷凝管的三口瓶中加入a mol 4‑氨基苯基对苯二酚、b mol双酚单体、c mol 2,6‑二氟苯腈、d mol 3,3′‑二磺酸钠基‑4,4′‑二氯二苯砜；混合均匀后加入1.1(a+b)～2(a+b)mol成盐剂、10～20mL的带水剂、1000(a+b)～2000(a+b)mL溶剂，120～140℃条件下带水回流3～5小时，放掉带水剂，温度升至170～195℃，蒸出剩余的带水剂，继续反应6～20小时，出料于蒸馏水中，得到条状含氨基磺化聚芴醚砜腈聚合物，用捣碎机捣碎，用蒸馏水煮沸5～8遍，烘干后得到含氨基磺化聚芴醚砜腈共聚物，其中，a＝0.001～1.0，b＝0.001～1.0，c＝0.001～1.0，d＝0.001～1.0，且a+b＝c+d；其中，双酚单体是9,9′‑二(4‑羟基苯基)芴(双酚芴)、9,9′‑二(3,5‑二甲基‑4‑羟基苯基)芴、9,9′‑二(3,5‑二甲氧基‑4‑羟基苯基)芴、酚酞或3,3′‑二(4‑羟基‑3,5‑二甲基苯基)酚酞中的一种。