技术特征：
1.一种亚微相分离阴离子交换膜的制备方法，其具体方法步骤包括：(1)、先将ar1和ar2的单体以5：95～60：40的摩尔比例加入二氯甲烷中，搅拌均匀；再向该溶液中加入n-甲基-4-哌啶酮单体，搅拌溶解；ar1和ar2单体之和与n-甲基-4-哌啶酮单体的摩尔比为1：1～1.3，溶液中所有单体之和的浓度为10～50wt％；(2)、在-10℃～10℃条件下，在步骤(1)的溶液中依次滴加三氟乙酸和三氟甲基磺酸，其中三氟乙酸、三氟甲基磺酸和溶液中二氯甲烷的体积比为1～5：5～10：5～20，然后在该温度下反应5～24h；之后，在1～3m koh溶液中沉淀得到聚合物固体，用纯水洗涤数次后，在60～80℃条件下放置于足量的1m的碳酸钾溶液中5～24h，过滤后再次用纯水洗涤数次，聚合物固体在60℃真空干燥24h；(3)、将步骤(2)真空干燥后的聚合物固体在40～80℃下溶于极性溶剂中，配制溶度为3～20wt％的聚合物溶液，冷却至室温，向溶解中加入聚合物质量1～5倍的碘甲烷，反应12～48h；将反应后的聚合物溶液滴加到乙酸乙酯中沉淀，过滤后并用乙酸乙酯数次洗涤，在50～60℃条件下真空干燥12～24h得到该树脂；最后，将树脂溶解于极性溶液中，配制浓度为3～30wt％的树脂均相溶液，并浇铸在玻璃板上，在60～80℃下烘干8～24h成膜；随即将烘干的膜放置在1m koh、60℃下浸泡12～48h，再用纯水洗涤残留的koh，将膜取出放置于50℃真空干燥并保存备用，制备氢氧根形式的亚微相分离阴离子交换膜；2.按照权利要求1所述的一种亚微相分离阴离子交换膜的制备方法，其特征在于所述步骤(1)将ar1和ar2的单体通过一锅法引入聚芳烃哌啶主链中，合成新型共聚物，其化学结构包含下述重复结构单元：式中，m-代表i-、cl-、oh-、br-、hco
32-，x为共聚物中ar1所占摩尔百分比，x为0～100的任意数字；进一步地，所述ar1为芳基烯烃类化合物的芳基部分，而芳基烯烃化合物的化学结构为以下的一种或多种：
所述ar2为以下基团中的一种或多种：3.按照权利要求1所述的一种亚微相分离阴离子交换膜的制备方法，其特征在于所述步骤(3)所述的极性溶剂为四氢呋喃、乙腈、n-甲基吡咯烷酮、n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、二甲亚砜中的一种或多种；4.按照权利要求1所述的一种亚微相分离阴离子交换膜的制备方法，其特征在于具体制备方法的步骤(1)、(2)和(3)：(1)、先将ar1和ar2单体以5：95的摩尔比例加入二氯甲烷中，搅拌均匀；再向该溶液中加入n-甲基-4-哌啶酮单体，搅拌溶解；ar1和ar2单体之和与n-甲基-4-哌啶酮单体的摩尔比为1：1.3，溶液中所有单体之和的浓度为10wt％；(2)、在-4℃条件下，在步骤(1)的溶液中依次滴加三氟乙酸和三氟甲基磺酸，其中三氟乙酸、三氟甲基磺酸和溶液中二氯甲烷的体积比为1：10：20，然后在该温度下反应12h；之后，在1m koh溶液中沉淀得到聚合物固体，用纯水洗涤数次后，在60℃条件下放置于足量的1m的碳酸钾溶液中5h，过滤后再次用纯水洗涤数次，聚合物固体在60℃真空干燥24h；(3)、将步骤(2)真空干燥后的聚合物固体在40℃下溶于极性溶剂中，配制溶度为10wt％的聚合物溶液，冷却至室温，向溶解中加入聚合物质量2倍的碘甲烷，反应12h；将反应后的聚合物溶液滴加到乙酸乙酯中沉淀，过滤后并用乙酸乙酯数次洗涤，在60℃条件下真空干燥12h得到该树脂；最后，将树脂溶解于极性溶液中，配制浓度为10wt％的树脂均相溶液，并浇铸在玻璃板上，在60℃下烘干8h成膜；随即将烘干的膜放置在1m koh、60℃下浸泡48h，再用纯水洗涤残留的koh，将膜取出放置于50℃真空干燥并保存备用，制备氢氧根形式的亚微相分离阴离子交换膜；5.按照权利要求1所述的一种亚微相分离阴离子交换膜的制备方法，其特征在于具体制备方法的步骤(1)、(2)和(3)：(1)、先将ar1和ar2单体以10：90的摩尔比例加入二氯甲烷中，搅拌均匀；再向该溶液中加入n-甲基-4-哌啶酮单体，搅拌溶解；ar1和ar2单体之和与n-甲基-4-哌啶酮单体的摩尔比为1：1.2，溶液中所有单体之和的浓度为5wt％；(2)、在0℃条件下，在步骤(1)的溶液中依次滴加三氟乙酸和三氟甲基磺酸，其中三氟
乙酸、三氟甲基磺酸和溶液中二氯甲烷的体积比为1：10：10，然后在该温度下反应24h；之后，在2m koh溶液中沉淀得到聚合物固体，用纯水洗涤数次后，在70℃条件下放置于足量的1m的碳酸钾溶液中10h，过滤后再次用纯水洗涤数次，聚合物固体在60℃真空干燥24h；(3)、将步骤(2)真空干燥后的聚合物固体在60℃下溶于极性溶剂中，配制溶度为5wt％的聚合物溶液，冷却至室温，向溶解中加入聚合物质量1倍的碘甲烷，反应24h；将反应后的聚合物溶液滴加到乙酸乙酯中沉淀，过滤后并用乙酸乙酯数次洗涤，在50℃条件下真空干燥24h得到该树脂；最后，将树脂溶解于极性溶液中，配制浓度为20wt％的树脂均相溶液，并浇铸在玻璃板上，在80℃下烘干12h成膜；随即将烘干的膜放置在1m koh、60℃下浸泡36h，再用纯水洗涤残留的koh，将膜取出放置于50℃真空干燥并保存备用，制备氢氧根形式的亚微相分离阴离子交换膜；6.按照权利要求1所述的一种亚微相分离阴离子交换膜的制备方法，其特征在于具体制备方法的步骤(1)、(2)和(3)：(1)、先将ar1和ar2单体以20：80的摩尔比例加入二氯甲烷中，搅拌均匀；再向该溶液中加入n-甲基-4-哌啶酮单体，搅拌溶解；ar1和ar2单体之和与n-甲基-4-哌啶酮单体的摩尔比为1：1.1，溶液中所有单体之和的浓度为20wt％；(2)、在-1℃条件下，在步骤(1)的溶液中依次滴加三氟乙酸和三氟甲基磺酸，其中三氟乙酸、三氟甲基磺酸和溶液中二氯甲烷的体积比为1：5：20，然后在该温度下反应12h；之后，在3m koh溶液中沉淀得到聚合物固体，用纯水洗涤数次后，在55℃条件下放置于足量的1m的碳酸钾溶液中24h，过滤后再次用纯水洗涤数次，聚合物固体在60℃真空干燥24h；(3)、将步骤(2)真空干燥后的聚合物固体在60℃下溶于极性溶剂中，配制溶度为8wt％的聚合物溶液，冷却至室温，向溶解中加入聚合物质量1倍的碘甲烷，反应48h；将反应后的聚合物溶液滴加到乙酸乙酯中沉淀，过滤后并用乙酸乙酯数次洗涤，在60℃条件下真空干燥8h得到该树脂；最后，将树脂溶解于极性溶液中，配制浓度为20wt％的树脂均相溶液，并浇铸在玻璃板上，在80℃下烘干8h成膜；随即将烘干的膜放置在1m koh、60℃下浸泡24h，再用纯水洗涤残留的koh，将膜取出放置于50℃真空干燥并保存备用，制备氢氧根形式的亚微相分离阴离子交换膜；7.按照权利要求1所述的一种亚微相分离阴离子交换膜的制备方法，其特征在于具体制备方法的步骤(1)、(2)和(3)：(1)、先将ar1和ar2单体以30：70的摩尔比例加入二氯甲烷中，搅拌均匀；再向该溶液中加入n-甲基-4-哌啶酮单体，搅拌溶解；ar1和ar2单体之和与n-甲基-4-哌啶酮单体的摩尔比为1：1.3，溶液中所有单体之和的浓度为10wt％；(2)、在4℃条件下，在步骤(1)的溶液中依次滴加三氟乙酸和三氟甲基磺酸，其中三氟乙酸、三氟甲基磺酸和溶液中二氯甲烷的体积比为1：7：8，然后在该温度下反应12h；之后，在1m koh溶液中沉淀得到聚合物固体，用纯水洗涤数次后，在55℃条件下放置于足量的1m的碳酸钾溶液中18h，过滤后再次用纯水洗涤数次，聚合物固体在60℃真空干燥24h；(3)、将步骤(2)真空干燥后的聚合物固体在55℃下溶于极性溶剂中，配制溶度为10wt％的聚合物溶液，冷却至室温，向溶解中加入聚合物质量2倍的碘甲烷，反应48h；将反应后的聚合物溶液滴加到乙酸乙酯中沉淀，过滤后并用乙酸乙酯数次洗涤，在60℃条件下真空干燥8h得到该树脂；最后，将树脂溶解于极性溶液中，配制浓度为10wt％的树脂均相溶
液，并浇铸在玻璃板上，在80℃下烘干8h成膜；随即将烘干的膜放置在1m koh、60℃下浸泡24h，再用纯水洗涤残留的koh，将膜取出放置于50℃真空干燥并保存备用，制备氢氧根形式的亚微相分离阴离子交换膜。
技术总结
本发明提供一种亚微相分离阴离子交换膜的制备方法，属于膜技术领域；本发明首次巧妙地采用一锅法将芳基烯烃类化合物引入聚芳烃哌啶聚合物主链中；制备的阴离子交换膜具有显著的亲水/疏水的亚微相分离结构(1.8nm)，从而展现出超高的导电性能，高达261.6mScm-2
技术研发人员：魏子栋 王建川 袁伟
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2022.09.16
技术公布日：2022/12/29