全氟磺酸树脂/磺化SiO₂分子筛复合质子交换膜及其制备方法

摘要

本发明涉及一种Nafion/磺化SiO2分子筛复合质子交换膜及其制备方法，该质子交换膜以Nafion醇溶液和磺化SiO2分子筛为主要原料，用溶剂置换法减压蒸馏除去低沸点的醇类得到Nafion-DMF溶液，按比例将磺化SiO2分子筛与Nafion-DMF溶液混合并分散均匀，静置除泡后得到乳白色铸膜液，在洁净平整的玻璃培器皿中流延成膜，经热处理后得到Nafion/磺化SiO2分子筛复合膜。该复合膜的厚度为45-55um，其中磺化SiO2分子筛的含量为1～15％。较佳的含量为1～10％；该复合膜具有甲醇透过率低且质子传导率高的特性。

主权项

一种Nafion/磺化SiO2分子筛复合质子交换膜的制备方法，具体步骤如下：(1)按质量比90～98∶100的比例将DMF与Nafion醇溶液一起减压蒸馏，除去低沸点的醇类，得到Nafion‑DMF溶液；其中Nafion是全氟磺酸聚四氟乙烯，DMF是N，N‑二甲基甲酰胺；(2)按质量比1∶10～15的比例将SiO2分子筛加到0.5～1.0M的硫酸溶液中，搅拌30‑60分钟，然后将整个溶液在100℃干燥24小时，得到磺化SiO2分子筛粉末；(3)按质量比1～15∶1000的比例，将磺化SiO2分子筛加入DMF中，超声分散30‑60分钟，得到磺化SiO2分子筛与DMF的混合溶液；(4)步骤(3)得到的将磺化SiO2分子筛与DMF的混合溶液与步骤(1)得到的Nafion‑DMF溶液按质量比1∶2～4的比例混合，超声分散30‑60分钟，静置除泡后得到乳白色的铸膜液；(5)将步骤(4)所得铸膜液在洁净平整的玻璃器皿中流延成膜，经60‑100℃温度下热处理2‑12小时，得到Nafion/磺化SiO2分子筛复合膜。