25mmol的碳酸 銫,25ml的甲苯和40ml的環(huán)丁砜加入到裝有分水器,溫度計,攪拌器和氮氣進出口的250ml 的四口燒瓶中,先升溫至140°C反應3h,繼續(xù)升溫至210°C反應3h,將聚合物溶液倒入乙醇中 沉淀,并用乙醇和去離子水反復洗滌3次,80°C下真空干燥48h,得到聚合物樹脂XanPAES-6; 將lg聚合物樹脂溶于20ml (31.86g)的1,1,2,2-四氯乙烷,加入1.38g的N-溴代丁二酰亞胺 和0.092g的過氧化苯甲酰,85 °C下反應5h進行溴化反應,冷卻至室溫后倒入到乙醇中沉淀, 并用乙醇反復洗滌3次,60°C下真空干燥24h,得到溴化產(chǎn)物B-XanPAES-6;將lg的溴化產(chǎn)物 溶于9g的N,N-二甲基乙酰胺,將混合物溶液涂敷在事先調(diào)平并洗干凈的玻璃板上,50°C下 干燥24h,將膜從玻璃板上揭下,將膜泡入10g質(zhì)量分數(shù)為30%的三甲胺溶液中24h充分反 應,將膜取出并用去離子水洗滌,得到所述包含占噸結構的陰離子交換膜Q-XanPAES-6。將 所制備的陰離子交換膜分別組裝到堿性陰離子交換膜燃料電池和全釩液流電池中,測試相 關性能。
[0088]陰離子交換膜Q-XanPAES-6在去離子水中的離子電導率曲線如圖3所示,80°C下Q- XanPAES-6膜在去離子水中的離子電導率為35.61mS/cm。陰離子交換膜Q-XanPAES-6的熱穩(wěn) 定性曲線如圖4所示,陰離子交換膜Q-XanPAES-6側(cè)鏈的降解溫度為302°C,表明很好的熱穩(wěn) 定性。
[0089] 表1,實施例1~例6中制備的包含占噸結構的陰離子交換膜的相關性能:
[0090]
[0092] 實施例7
[0093] 將5mmol的含占噸結構的芳香雙酸單體(式m ),5mmol的芳香二鹵代單體An (式 14),5mmol的芳香雙酸單體Ar2(式16),5mmol的芳香二鹵代單體Ar3(式14),25mmol的碳酸 鉀,30ml的甲苯和50ml的環(huán)丁砜加入到裝有分水器,溫度計,攪拌器和氮氣進出口的250ml 的四口燒瓶中,先升溫至140°C反應3h,繼續(xù)升溫至210°C反應3h,將聚合物溶液倒入乙醇中 得到沉淀,用乙醇和去離子水反復洗滌3次,80 °C下真空干燥48h,得到聚合物樹脂XanPAES-7;將4聚合物樹脂溶于2〇1111(31.868)的1,1,2,2-四氯乙烷,加入1.278的1溴代丁二酰亞 胺和0.086g的過氧化苯甲酰,85 °C下反應5h進行溴化反應,冷卻至室溫后倒入乙醇中沉淀, 用乙醇反復洗滌3次,60 °C下真空干燥24h,得到溴化產(chǎn)物B-XanPAES-7;將lg的溴化產(chǎn)物溶 于9g的環(huán)丁砜,加入0.20g的1,2-二甲基咪唑,50 °C下反應24h,將混合物溶液涂敷在事先調(diào) 平的玻璃板上,50°C下干燥24h,將膜從玻璃板上揭下,得到所述包含占噸結構的陰離子交 換膜Q-XanPAES-7。將所制備的陰離子交換膜分別組裝到堿性陰離子交換膜燃料電池和全 釩液流電池中,測試相關性能。
[0094]制備的含占噸結構的樹脂XanPAES-7,溴化產(chǎn)物B-XanPAES-7和包含占噸結構的陰 離子交換膜Q-XanPAES-7的核磁圖譜如圖1所示,聚合物樹脂XanPAES-7核磁譜圖中,1.5ppm 和1.8ppm處為含占噸結構的芳香化合物上面甲基上的質(zhì)子信號,7.2ppm和8. Oppm處為與砜 基相連的苯環(huán)上的質(zhì)子信號,表明聚醚砜樹脂的合成;溴化產(chǎn)物B-XanPAES-7的核磁譜圖 中,4.2ppm處為甲基溴化后成為亞甲基(-CH 2)的信號峰;堿性陰離子交換膜Q-XanPAES-7的 核磁圖譜中,5.3ppm處為與1,2_二甲基咪唑相連的亞甲基(_CH 2)的信號,2.2ppm處為1,2_ 二甲基咪唑上C-2位置上質(zhì)子的信號,3.4ppm處為與N相連的甲基上質(zhì)子的信號峰,表明1, 2-二甲基咪唑成功引入到堿性陰離子交換膜上面。
[0095] 陰離子交換膜Q-XanPAES-7的熱穩(wěn)定性曲線如圖5所示,陰離子交換膜Q-XanPAES-7側(cè)鏈的降解溫度為296 °C。
[0096] 實施例8
[0097] 將5mmo 1的含占噸結構的芳香雙酸單體(式ΙΠ ),5mmo 1的芳香二鹵代單體An (式 15),5mmol的芳香雙酸單體Ar2(式17),5mmol的芳香二鹵代單體Ar3(式15),25mmol的碳酸 鈉,20ml的甲苯和50ml的N,N-二甲基乙酰胺加入到裝有分水器,溫度計,攪拌器和氮氣進出 口的250ml的四口燒瓶中,先升溫至140°C反應3h,繼續(xù)升溫至165°C反應12h,將聚合物溶液 倒入乙醇中得到聚合物沉淀,用乙醇和去離子水反復洗滌3次,80°C下真空干燥48h,得到聚 合物樹脂XanPAES-8;將lg聚合物樹脂溶于20ml (31.86g)的1,1,2,2-四氯乙烷,加入1.27g 的N-溴代丁二酰亞胺和0.086g的過氧化苯甲酰,85°C下反應5h進行溴化反應,冷卻至室溫 后倒入到乙醇中沉淀,用乙醇反復洗滌3次,60 °C下真空干燥24h,得到溴化產(chǎn)物B-XanPAES-8;將lg的溴化產(chǎn)物溶于9g的N,N-二甲基乙酰胺,加入0.18g的N-甲基咪唑,50°C反應24h,將 混合物溶液涂敷在事先調(diào)平并洗干凈的玻璃板上,50 °C下干燥24h,將膜從玻璃板上揭下, 得到所述包含占噸結構的陰離子交換膜Q-XanPAES-8。將所制備的陰離子交換膜分別組裝 到堿性陰離子交換膜燃料電池和全釩液流電池中,測試相關性能。
[0098] 制備的含占噸結構的樹脂XanPAES-8,溴化產(chǎn)物B-XanPAES-8和包含占噸結構的陰 離子交換膜Q-XanPAES-8的核磁圖譜如圖2所示,聚合物樹脂XanPAES-8核磁譜圖中,1.5ppm 和1.8ppm處為含占噸結構的芳香化合物上面甲基上的質(zhì)子信號,7.3ppm和7.8ppm處為與羰 基相連的苯環(huán)上的質(zhì)子信號,表明聚醚酮樹脂的合成;溴化產(chǎn)物B-XanPAES-8的核磁譜圖 中,4.3ppm處為甲基溴化后成為亞甲基(_CH 2)的信號峰;堿性陰離子交換膜Q-XanPAES-8的 核磁圖譜中,5 · 2ppm處為與N-甲基咪唑相連的亞甲基(-CH2)的信號,3 · 4ppm處為N-甲基咪 唑上面與N相連的甲基上質(zhì)子的信號峰,表明N-二甲基咪唑成功引入到堿性陰離子交換膜 中。
[0099] 陰離子交換膜Q-XanPAES-8的熱穩(wěn)定性曲線如圖5所示,陰離子交換膜Q-XanPAES-8側(cè)鏈的降解溫度為306 °C。
[0100] 實施例9
[0101 ] 將5mmol的含占噸結構的芳香雙酸單體(式m ),5mmol的芳香二鹵代單體Ari (式 14),5mmol的芳香雙酸單體Ar2(式18),5mmol的芳香二鹵代單體Ar3(式14),25mmol的碳酸 銫,25ml的甲苯和50ml的N,N-二甲基甲酰胺加入到裝有分水器,溫度計,攪拌器和氮氣進出 口的250ml的四口燒瓶中,先升溫至140°C反應3h,繼續(xù)升溫至150°C反應20h,將聚合物溶液 倒入乙醇中得到聚合物沉淀,用乙醇和去離子水反復洗滌3次,80°C下真空干燥48h,得到聚 合物樹脂XanPAES-9;將lg聚合物樹脂溶于20ml (24.70g)的1,2-二氯乙烷,加入1.27g的N-溴代丁二酰亞胺和〇.〇583g的偶氮二異丁腈,80°C下反應6h進行溴化反應,冷卻至室溫后倒 入到乙醇中沉淀,反復洗滌3次,60°C下真空干燥24h,得到溴化產(chǎn)物B-XanPAES-9;將lg的溴 化產(chǎn)物溶于9g的N,N-二甲基甲酰胺,加入0.17g的吡啶,50 °C反應24h,將混合物溶液涂敷在 事先調(diào)平并洗干凈的玻璃板上,50°C下干燥24h,將膜從玻璃板上揭下,得到所述包含占噸 結構的離子交換膜Q-XanPAES-9。將所制備的陰離子交換膜分別組裝到堿性陰離子交換膜 燃料電池和全釩液流電池中,測試相關性能。
[0102] 陰離子交換膜Q-XanPAES-9的熱穩(wěn)定性曲線如圖5所示,陰離子交換膜Q-XanPAES-9側(cè)鏈的降解溫度為298 °C。
[0103] 實施例10
[01 04] 將9 · 5mmo 1的含占噸結構的芳香雙酸單體(式m),9 · 5mmo 1的芳香二鹵代單體Ari (式14),0.5mmol的芳香雙酸單體Ar2(式19),0.5mmol的芳香二鹵代單體Ar3(式15),25mmol 的碳酸鈉,30ml的甲苯和30ml的N-甲基吡咯烷酮加入到裝有分水器,溫度計,攪拌器和氮氣 進出口的250ml的四口燒瓶中,先升溫至140°C反應3h,繼續(xù)升溫至200°C反應6h,將聚合物 溶液倒入乙醇中沉淀,用乙醇和去離子水反復洗滌3次,80 °C下真空干燥48h,得到聚合物樹 月旨XanPAES-10;將lg聚合物樹脂溶于20ml (31.90g)的四氯化碳,加入2.0304g的二溴海因和 〇.〇583g的偶氮二異丁腈,75°C下反應8h進行溴化反應,冷卻至室溫后倒入到乙醇中沉淀, 并用乙醇反復洗滌3次,60°C下真空干燥24h,得到溴化產(chǎn)物B-XanPAES-10;將lg的溴化產(chǎn)物 溶于9g的N-甲基吡咯烷酮,加入0.19g的苯并咪唑,50°C反應24h,將混合物溶液涂敷在事先 調(diào)平并洗干凈的玻璃板上,50°C下干燥24h,將膜從玻璃板上揭下,得到所述包含占噸結構 的陰離子交換膜Q-XanPAES-ΙΟ。將所制備的陰離子交換膜分別組裝到堿性陰離子交換膜燃 料電池和全釩液流電池中,測試相關性能。
[0105] 陰離子交換膜Q-XanPAES-ΙΟ的熱穩(wěn)定性曲線如圖5所示,陰離子交換膜Q-XanPAES-ΙΟ側(cè)鏈的降解溫度為301°C。
[0106] 實施例11
[01 07] 將0 · 5mmo 1的含占噸結構的芳香雙酸單體(式m),0 · 5mmo 1的芳香二鹵代單體Ari (式15),9.5mmol的芳香雙酸單體Ar2(式20),9.5mmol的芳香二鹵代單體Ar3(式14),25mmol 的碳酸鉀,30ml的甲苯和20ml的二甲基亞砜加入到裝有分水器,溫度計,攪拌器和氮氣進出 口的250ml的四口燒瓶中,先升溫至140°C反應3h,繼續(xù)升溫至180°C反應1 Oh,將聚合物溶液 倒入乙醇中沉淀,用乙醇和去離子水反復洗滌3次,80°C下真空干燥48h,得到聚合物樹脂 XanPAES-11;