一种用于直接甲醇燃料电池的复合质子交换膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于直接甲醇燃料电池的复合质子交换膜及其制备方法，制备步骤为：(1)取磺化度为50％-80％的磺化聚醚醚酮的溶解液，加入磺酸化表面带孔氧化石墨烯的分散液，并使磺化聚醚醚酮与磺酸化表面带孔氧化石墨烯的质量比为92-99∶1-8，充分分散后获得悬浮液；(2)将悬浮液倾倒在干净平整的玻璃板上，于60～100℃的真空烘箱中静置成膜；脱模后膜浸泡在2mol·L-1H2SO4溶液中，两天后取出，然后用去离子水清洗，擦干膜表面的水，即得由质量比为92-99∶1-8的磺化度为50％-80％的磺化聚醚醚酮与磺酸化表面带孔氧化石墨烯构成的用于直接甲醇燃料电池的复合质子交换膜。

【技术实现步骤摘要】
一种用于直接甲醇燃料电池的复合质子交换膜及其制备方法
本专利技术涉及用于直接甲醇燃料电池的复合质子交换膜及其制备方法，更确切地说是磺化聚醚醚酮(SPEEK)复合膜的性能改进，属于燃料电池质子交换膜领域。
技术介绍
直接甲醇燃料电池(DirectMethanolFuelCell，DMFC)是质子交换膜燃料电池(ProtonExchangeMembraneFuelCell，PEMFC)的一种，通过将甲醇与氧气进行化学反应，使其中的化学能转化为电能的一种装置，已经在过去的几十年中引起了相当大的关注。一般来说，直接甲醇燃料电池的性能在很大程度上取决于它的质子交换膜(ProtonExchangeMembrane，PEM)。PEM是DMFC中不可缺少的成分，它具有传导质子和分离燃料的双功能作用。理想的质子交换膜被要求能够有效地传导质子，阻止甲醇通过膜从阳极扩散到阴极生成不必要的副产物，从而防止阴极催化剂的中毒，提高直接甲醇燃料电池的电化学性能。目前，最常用的PEM是以聚四氟乙烯为主链的全氟磺酸化聚合物，通常被称为Nafion，这种类型的质子交换膜具有高质子传导性和化学稳定性，但是它的高成本，高甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于直接甲醇燃料电池的复合质子交换膜，其特征在于，含有磺酸化表面带孔氧化石墨烯和磺化度为50％‑80％的磺化聚醚醚酮，所述磺化聚醚醚酮与磺酸化表面带孔氧化石墨烯的质量比为92‑99∶1‑8。

【技术特征摘要】
1.一种用于直接甲醇燃料电池的复合质子交换膜，其特征在于，含有磺酸化表面带孔氧化石墨烯和磺化度为50％-80％的磺化聚醚醚酮，所述磺化聚醚醚酮与磺酸化表面带孔氧化石墨烯的质量比为92-95∶5-8；所述的磺酸化表面带孔氧化石墨烯的制备方法包括以下步骤：a、磺酸化氧化石墨烯溶液的制备：在100mL烧杯中加入5-50mL质量分数为2％的NaOH溶液和0.05-1g对氨基苯磺酸，在温水浴中将对氨基苯磺酸溶解；然后在室温条件下继续加入0.02-0.4gNaNO2，当NaNO2溶解后，将混合溶液在搅拌条件下倒入到包含0.5-10mL浓HCl的5-50mL冰水中，并将温度保持在0℃15min，形成芳基重氮盐；将上述制备的芳基重氮盐溶液逐滴加入到50-200mL浓度为1-5mgmL-1的氧化石墨烯溶液中，并在冰水浴中反应4h；然后离心分离，并用水清洗多次，获得磺酸化氧化石墨烯；将获得的磺酸化氧化石墨烯分散于清水中配成浓度为2mgmL-1的磺酸化氧化石墨烯溶液，并在室温下保存备用；b、磺酸化表面带孔氧化石墨烯的制备：在500-1000mL锥形瓶中加入步骤a制备的50mL浓度为2mgmL-1的磺酸化氧化石墨烯溶液和一定量的质量分数为70％的浓硝酸，其中，所述磺酸化氧化石墨烯溶液与浓硝酸体积比为1∶1-10，将锥形瓶瓶口密封后超声分散1h，超声分散后在室温条件下静置1h，接着倒入200mL水中；然后进行第一次离心分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋仲庆，蒋仲杰，贾志舰，杨腊文，蒋科，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33