一种抗甲醇渗透质子交换膜制备方法

摘要

本发明公开了属于燃料电池材料制备技术范围的用于直接甲醇燃料电池的含磺酸侧基的芳杂环聚合物与无机材料进行掺杂制备质子交换膜的一种抗甲醇渗透质子交换膜的制备方法。是将膜基体含磺酸侧基的芳杂环聚合物加到溶剂中，形成均匀混合物后，加入无机物，形成悬浮物。通过纳米破碎技术对该悬浮物进行破碎，得到分散均匀的浆料，用浇注法制膜。含磺酸侧基的芳杂环聚合物质子交换膜不同于目前使用的全氟磺酸型质子交换膜，其形成的膜结构均匀、相当致密。它不但能良好地抗甲醇渗透，还具有良好的化学稳定性和质子传导性，甲醇渗透率小于5％，大大提高了燃料电池的输出特性，本发明可用于直接甲醇燃料电池作为质子交换膜，提高质子交换膜的抗甲醇渗透能力，拓展直接甲醇燃料电池用质子交换膜的种类，提高直接甲醇燃料电池的输出特性，促进直接甲醇燃料电池的实用化和商业化。随着含磺酸侧基芳杂环聚合物质子交换膜的应用，能拓展直接甲醇燃料电池用质子交换膜的种类，促进直接甲醇燃料电池的实用化和商业化。

主权项

1.一种抗甲醇渗透质子交换膜制备方法，其特征在于：使用含磺酸侧基的芳杂环聚合物：含磺酸侧基的聚苯基喹噁啉、含磺酸侧基的聚吡咙、含磺酸侧基的聚苯撑苯并噁唑或含磺酸侧基的聚苯并咪唑的任意一种作为质子交换膜的基料溶到溶剂中得到均匀的混合物，加入无机物形成悬浮物，通过纳米破碎技术对该悬浮物进行破碎，得到分散均匀的浆料，浇注制膜，固化，水中脱膜即得到抗甲醇渗透质子交换膜；其抗甲醇渗透质子交换膜制备步骤为：1)将含磺酸侧基的聚苯基喹噁啉、含磺酸侧基的聚吡咙、含磺酸侧基的聚苯撑苯并噁唑和含磺酸侧基的聚苯并咪唑的任意一种与有机溶剂以重量比1∶(10-14)的比例溶在有机溶剂中，形成均匀的混合物；2)将无机物二氧化硅或氧化钛与混合物以重量比1∶(1-6)的比例加入混合物中形成悬浮物，用60-380Mpa的超高压混合悬浮物；3)导入超声波，悬浮物在超声波震动力作用下，进行纳米破碎和对步骤1)中含磺酸侧基的芳杂环聚合物的整链处理；4)将以上形成的浆料在室温下浇注成膜，在室温下固化2-6小时后在惰性气氛中100-300℃下或在100pa真空中60-150℃下固化2-8小时，冷却至室温，水中脱膜。