纳/微米孔结构聚酰亚胺杂化质子交换膜的制备方法

摘要

本发明属于具有质子传导性质的二氧化硅/有机聚合物复合材料的合成方法，具体涉及一种具有纳/微米孔结构聚酰亚胺杂化质子交换膜的制备方法。杂化材料可以通过：(1)将磺化介孔二氧化硅纳米粒子与磺化聚酰亚胺直接溶液共混制备；(2)在聚酰亚胺或其前驱体的溶液中直接加入含有模板剂的二氧化硅溶胶后原位制备；(3)利用胶体晶模板法制备三维大孔聚酰亚胺膜并向大孔中填充有机硅溶胶形成含有磺酸基的杂化凝胶，获得具有微米尺度结构的有机-无机杂化聚酰亚胺质子交换膜。本发明制备的杂化复合质子交换膜的机械性能、质子传导率和阻醇性能较纯磺化聚酰亚胺有明显的改善，可作为高性能质子交换膜应用于甲醇燃料电池系统。

主权项

具有纳/微米孔结构聚酰亚胺杂化质子交换膜的制备方法，其特征在于所制备的聚酰亚胺杂化质子交换膜具有纳/微米孔结构，其具体步骤包括：(1)聚酰亚胺基体的合成，包括磺化聚酰亚胺，聚酰亚胺前驱体溶液，三维大孔聚酰亚胺模板；(2)介孔二氧化硅、含有不同模板剂的二氧化硅溶胶、含有磺酸基以及巯基的二氧化硅溶胶的合成；(3)将磺化聚酰亚胺与磺化介孔二氧化硅或含有不同模板剂的二氧化硅溶胶共混并制膜；或向三维大孔聚酰亚胺模板中填充质子传导材料。