[发明专利]全钒液流电池质子交换膜的侧链型磺化聚芳醚酮制备方法

摘要

本发明涉及用于全钒液流电池的质子交换膜的侧链型磺化聚芳醚酮的制备方法。首先以双酚单体混合物、二氟二苯甲酮、甲苯、碳酸钾、反应溶剂制得含丙烯基聚芳醚酮；将双酚单体混合物加入带有回流装置的反应容器中，再加入二氟二苯甲酮、甲苯、碳酸钾和反应溶剂，升温继续反应形成自然沉淀物，沉淀物后再用去离子水浸泡，24小时后进行第二次过滤，干燥得含丙烯基聚芳醚酮；将含丙烯基聚芳醚酮溶解在NMP/DMSO混合溶剂中，加入巯基丙磺酸钠、引发剂偶氮二异丁腈得到反应产物；最后经酸化得到侧链型磺化聚芳醚酮。本发明所制备的磺化聚芳醚酮具有高强度、耐高温等优异性能，应用于全钒液流电池隔膜，兼有低的钒离子渗透率和高质子传导性能。

主权项

一种全钒液流电池质子交换膜的侧链型磺化聚芳醚酮制备方法，其特征是：1）含丙烯基聚芳醚酮的制备配方双酚单体混合物                 40毫摩尔二氟二苯甲酮                   40毫摩尔甲苯                            100毫升碳酸钾                     45～60毫摩尔反应溶剂                        100毫升；制备将双酚单体、二烯丙基双酚单体混合形成双酚单体混合物加入带有回流装置的反应容器中，再加入二氟二苯甲酮、甲苯、碳酸钾和反应溶剂，在氮气保护下先在140～150℃回流2.4～3.6小时进行脱水，再升温至150℃～165℃继续反应7～10 小时，立即将反应液在搅拌下倒入去离子水中形成自然沉淀物，过滤出沉淀物后再用去离子水浸泡，每隔3小时更换水一次，24小时后进行第二次过滤，将第二次过滤的沉淀物置于80℃真空烘箱中干燥10～24 小时，制得含丙烯基聚芳醚酮；2）具有侧链结构的磺化聚芳醚酮的制备将含丙烯基聚芳醚酮溶解在NMP/DMSO混合溶剂中，配制成质量浓度为2～4 %的溶液，往溶液中加入巯基丙磺酸钠，加热至50～75℃后，再加入引发剂偶氮二异丁腈反应24 小时得到反应产物；将反应产物在水和乙醇混合溶液中沉淀、过滤，再将沉淀物浸泡去离子水中，每3小时更换一次去离子水，24 小时后过滤出沉淀物，最后将沉淀物置于体积浓度为3～5 %的盐酸溶液中酸化10～24小时，过滤、洗涤，收集沉淀物于70～80℃真空烘箱中干燥10～24小时，得到侧链型磺化聚芳醚酮；3）质子交换膜用N‑甲基吡咯烷酮溶剂溶解侧链型磺化聚芳醚酮，然后浇铸成膜，用于全钒氧化还原液流电池的质子交换膜。