一种用于直接甲醇燃料电池的质子交换膜的改性方法

摘要

本发明公开了一种用于直接甲醇燃料电池的质子交换膜的改性方法，其包括如下步骤：用水热合成法制备纳米级和亚微米级Na-X沸石；将制备的Na-X沸石转化为NH₄-X沸石；将制备的NH₄-X沸石按比例添加到Nafion溶液中，用溶液重塑法制备复合膜。该复合膜吸水性能、离子交换容量、质子导电性、甲醇渗透率均优于未改性的Nafion膜。例如，相比于未改性的Nafion膜，亚微米NH₄-X/Nafion复合膜的甲醇渗透率下降了一半多，其选择性提高到了未掺杂的3倍。

主权项

一种用于直接甲醇燃料电池的质子交换膜的改性方法，其特征在于：步骤一：运用水热合成法制备尺寸为100～500nm的亚微米级Na‑X型沸石；硅酸钠(Na₂SiO₃·9H₂O)和氢氧化铝(Al(OH)₃)分别作为制备亚微米级Na‑X型沸石的硅源和铝源；硅铝溶胶由新鲜制备的偏铝酸钠溶液和硅酸钠溶液按摩尔比例NaAlO₂:(3～5)SiO₂:(15～17)NaOH:（300～350）H₂O迅速合成制备；或者运用水热合成法制备尺寸为10～100nm的纳米级Na‑X型沸石；纳米级Na‑X型沸石的制备用正硅酸乙酯作为硅源；硅铝溶胶由新鲜制备的偏铝酸钠溶液和正硅酸乙酯溶液按摩尔比例(4.5～7)Na₂O:1.0Al₂O₃:(3～5)SiO₂:(180～200)H₂O制备；步骤二：制备NH₄‑X型沸石；制备好Na‑X型沸石后，紧接着对其进行转化，用铵离子完全取代Na‑X型沸石中的钠离子，得到NH₄‑X型沸石；步骤三：制备复合质子交换膜；将制备好的NH₄‑X型沸石运用溶液重塑法制备复合质子交换膜。