一种氧化石墨烯交联磺化聚酰亚胺质子交换膜及其制备方法

摘要

本发明属于功能高分子材料和电化学技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯交联磺化聚酰亚胺质子交换膜及其制备方法。本发明首先合成氨基封端的一定磺化度的含苯并咪唑基的磺化聚酰亚胺，磺化度在10%~190%之间，氨基含量在5%~40%之间。将所得的封端磺化聚酰亚胺溶于有机溶剂，在加入一定量的氧化石墨烯，氧化石墨烯的量为磺化聚酰亚胺的0.1wt%~2wt%，充分搅拌反应后浇铸成膜。加入氧化石墨烯后能有效提升质子膜的力学性能，水解稳定性以及质子电导率。本发明所描述的方法其制备工艺可控性好，较传统的磺化聚酰亚胺膜相比，力学强度高，抗水解和氧化能力强，尺寸稳定性好，在聚合物电解质膜燃料电池中具有广阔的应用前景。

主权项

一种氧化石墨烯交联磺化聚酰亚胺质子交换膜，其特征在于：通过控制二酐和封端二胺的比例合成氨基封端的磺化聚酰亚胺，实现向磺化聚酰亚胺（SPI）类聚合物主链上引入氨基，再利用氧化石墨烯中的环氧基和羧基等官能团与封端氨基的活泼氢反应实现交联，最后通过成膜得到质子交换膜；合成氨基封端的封端磺化聚酰亚胺的原料组成包括：二酐1份磺化二胺（n） 0.05~0.95份（摩尔数）封端二胺0.95~0.05份（摩尔数）+(0.025~0.2）份（摩尔数）制备交联型质子交换膜的原料组成包括：氨基封端的封端磺化聚酰亚胺   1份氧化石墨烯                   0.001~0.02份（质量数）有机溶剂                     50份（质量数）。